XXX. Ueber die Ursachen des Berstens der Dampfkessel und uͤber die Mittel demselben vorzubeugen. Von Hrn. L. Hebert.Wir haben im Polytechn. Journ. Bd. XXXVIII. S. 72. des Ausschusses erwaͤhnt, welcher am Franklin. Institute zu Philadelphia sich bildete, um die Ursachen des Springens der Dampfkessel zu untersuchen, und welcher alle diejenigen, die Erfahrungen hieruͤber besizen, einlud, ihre Beobachtungen mitzutheilen. Hr. Hebert uͤbersendet hier diesem Ausschusse die seinigen.A. d. Ue. In dessen Register of Arts. November. 1830. S. 173. (Im Auszuge.) Hebert, uͤber das Bersten der Dampfkessel. „Ich war nie bei dem Bersten eines gewoͤhnlichen Dampfkessels gegenwaͤrtig, ich sah aber mehrere Kessel unmittelbar nach dem Bersten, und erhielt Berichte uͤber die Umstande, unter welchen sich dasselbe ereignete, auf die ich mich verlassen konnte. Bei dem Bersten der Roͤhrenkessel war ich oͤfters zugegen, und habe mich von der Gefahrlosigkeit derselben uͤberzeugt. „Was die gemeinen großen Kessel betrifft, so ereignete sich der erste Fall, dessen ich erwaͤhnen will, an einem langen cylindrischen Kessel, den man in England nach seinem vermeintlichen Erfinder Trevithick Es scheint mir, daß ihr Landsmann, Oliver Evans, Erfinder dieser langen Kessel ist. Wenn dieß der Fall ist, so ist das ganze Verdienst unseres mit Recht beruͤhmten Trevithick kein anderes, als daß er ein gutes Original verdarb, indem er den Durchmesser vergroͤßerte. A. d. O. nennt: drei einzelne Berstungen hatten genau immer an derselben Stelle des Kessels Statt, naͤmlich an jener, die unmittelbar uͤber dem staͤrksten Feuer im Ofen stand. Das Feuer wurde jedes Mal ausgeloͤscht, ohne allen weiteren materiellen Schaden. Der Druk war in jedem Falle 50 Pfund auf den □ Zoll. Der Kessel war aus dem besten geschlagenen Eisen. Ehe die Berstung Statt hatte, bemerkte man ein Aufblaͤhen, ein Hervorschwellen des Metalles, das allmaͤhlich zunahm, bis es beinahe eine halbkugelfoͤrmige Figur bekommt, wo es dann, berstet, und das Wasser in das Feuer laͤßt. Der Kessel ward dadurch ausgebessert, daß man einen diken Flek gehaͤmmertes Eisenblech auf das Loch aufsezte. Nachdem dieser Flek sechs Wochen lang dem Feuer neuerdings ausgesezt war, hob er sich wieder und fing an zu schwellen und barst. Es wurde ein zweiter Flek aufgesezt, welcher ungefaͤhr in derselben Zeit auf aͤhnliche Weise zerstoͤrt wurde. Obschon der dritte Unfall sich aus den beiden vorausgegangenen erwarten ließ, konnte die Fabrik dennoch ihre Arbeit nicht aufgeben, und mußte sich dieser Aushuͤlfe bedienen. Bei genauerer Untersuchung zeigte es sich, daß die Ursache dieses Berstens die theilweise Einwirkung einer sehr starken Hize auf diejenige Stelle des Kessels war, an welcher die Berstungen Statt hatten. Wenn man den Zug am Ofen veraͤndert haͤtte, so wuͤrde man sich auf eine positive Weise hiervon haben uͤberzeugen koͤnnen: nach dem lezten Unfalle wurde jedoch die Maschine außer Dienst gesezt. Der Kessel war nicht in der gewoͤhnlichen Lage in den Ofen gesezt, sondern mit einem Ende unter denselben. Die erhizte Luft und die Flamme mußten sich daher, nachdem sie an dem Boden anschlugen, ploͤzlich unter rechten Winkeln an das entfernteste Ende des Kessels hinkehren, wo sie zuerst in den inneren Zug traten; die Luft zur Verbrennung ward durch einen sogenannten Luftcanal (air drain, wie die Maurer ihn nennen) herbeigefuͤhrt, und dieser Luftcanal war bloß ein kleiner unterirdischer Canal, der aus der aͤußeren Atmosphaͤre (d.h. außer dem Gebaͤude her) die Luft in die Aschengrube leitete, wo er sich in einer kleinen Oeffnung dicht unter den Roststangen endete. Er bringt also die Wirkung eines bestaͤndigen Geblaͤses auf denjenigen Theil des Kessels hervor, auf welchen der Luftstrom zuerst anstieß.“ „Ich werde in dieser Ansicht durch einen Freund bestaͤtigt, der mir erzaͤhlte, daß Hr. Joh. Martineau, der beruͤhmte Mechaniker zu London, einen Kessel hatte, welcher zwei Mal an derselben Stelle sprang. Als Hr. Martineau der Ursache hiervon nachspuͤrte, fand er einen Spalt in der Mauer, der genau der Stelle gegenuͤber stand, wo die Berstungen Statt hatten. Durch diesen Spalt stuͤrzte die Luft mit großer Gewalt herein, und wirkte so auf das Metall, wie ein Loͤthrohr.“ Vielleicht auch bloß durch partielle Abkuͤhlung. A. d. Ue. „Man wird wahrnehmen, daß an dem Kessel der HHrn. Braithwaite und Ericsson im Dampfwagen Novelty Vergl. Polyt. Journal Bd. XXXIV. S. 405, Bd. XXXV. S. 47. und Bd. XXXVII. S. 83. A. d. R. derjenige Theil des Kessels, an welchem der Zug seine horizontale Richtung anfaͤngt, der zerstoͤrenden Wirkung des Feuers außerordentlich stark ausgesezt ist, vorzuͤglich, wenn noch das starke Geblaͤse hinzukommt, dessen sich diese Herren bedienen. Man hat mich bekaͤmpft und meine Ansichten falsch dargestellt, weil ich hier auf die Gefahren der Explosion aufmerksam machte. Der Ausschuß mag entscheiden, ob ich Recht habe oder die Journale, die diesen Kessel als das Non plus ultra preisen. Ich wage es auch, dem Ausschusse noch eine Meinung zu unterlegen; naͤmlich diese: daß man bei Anlage der Zuͤge eines Dampfkessels uͤberhaupt alle ploͤzlichen Kruͤmmungen als gefaͤhrlich vermeiden muͤsse, vorzuͤglich jene, wodurch ein Strom von Flammen und erhizten Luftarten theilweise gegen den Kessel geworfen wird; daß ferner, wo ein Geblaͤse gebraucht wird, die Luft gleichfoͤrmig in der Aschengrube verbreitet wird, ehe sie die Roststangen erreicht, und, wenn ein Exhaustionsapparat im Schornsteine angebracht ist, gleichfalls dieselbe Aufmerksamkeit auf gleichfoͤrmige Vertheilung der Luft und Vermeidung aller einzelnen Luftzuͤge gewendet werden muͤsse.“ „Obschon Kessel mit Zuͤgen, die durch dieselben durchlaufen, zur Ersparung des Brennmateriales und der Hize sehr geeignet zu seyn scheinen (aus diesem Grunde vermuthe ich auch, daß man sie so allgemein den uͤbrigen vorzieht); so werden sie doch gerade durch diese Vorrichtung, indem der darin angehaͤufte Nuß sich entzuͤnden kann, gefaͤhrlich. Obschon ich nur Einen Fall weiß, in welchem die Berstung aus dieser Ursache entstand, zweifle ich doch keineswegs, daß viele Kessel aus diesem Grunde sprangen. Dieser Fall war jener an einem Dampfkessel mit hohem Druke an Adam's Forge, Wednesbury, Staffordshire, der vor einigen Jahren sprang, den Eigenthuͤmer (Hrn. Adams) und fuͤnf seiner Arbeiter toͤdtete, und sechs andere Personen noch schwer beschaͤdigte. Der Dampf im Kessel hatte den gewoͤhnlichen Druk, bei welchem er sonst hier arbeitete: 60 Pfd.; die Sicherheitsklappe war in guter Ordnung und Wasser im Kessel im Ueberfluße. Der Zug aus dem Ofen ging, ehe er in den Schornstein trat, durch die Dampfkammer in dem oberen Theile des Kessels, wo eine Menge Rußes sich sammelte, der sich entzuͤndete und das Metall ringsumher roth gluͤhend machte. Dadurch entstand nun eine so ploͤzliche und gewaltige Ausdehnung des Dampfes mit hohem Druke, daß die Sicherheitsklappe nicht mehr zur Ableitung desselben hinreichte, und die Katastrophe erfolgte. Der Kessel, obschon aus den besten gehaͤmmerten Eisenplatten verfertigt, sprang in 50 Stuͤke, welche nach allen Richtungen und in die weitesten Entfernungen geschlaͤudert wurden. Diese einzige Thatsache scheint mir das Gefahrvolle einer solchen Vorrichtung hinlaͤnglich zu beweisen, und es scheint mir, wir duͤrfen mit Sicherheit schließen, daß diese Vorrichtung nichts taugt.“ „Ich will nun einer Thatsache erwaͤhnen, die ich selbst beobachtete, und welche die Unbrauchbarkeit großer Kessel zu Dampfwagen zeigt, bei denen Dampf von keinem Nuzen ist, außer er besizt große elastische Kraft, und die zugleich die unumgaͤngliche Nothwendigkeit erweiset, daß eine Hauptsicherheits-Klappe außer dem Bereiche des Mechanikers angebracht sey, indem dieser, wie ich oͤfters Gelegenheit hatte wahrzunehmen, zuweilen so außer Fassung kommt, daß er in schwierigen Faͤllen oft das tollste Zeug treibt.“ „Ich wurde vor 3 Jahren zu einer Spazierfahrt in der Dampfkutsche der HHrn. Burstall und Hill von Lambeth bis London eingeladen, dankte aber, indem ich dem Dampfkessel nicht traute. Mehrere meiner Bekannten, welche mitfuhren, wurden verwundet heimgebracht, weil der Dampfkessel sprang: einer derselben, von einem großen Bruchstuͤke des Kessels getroffen, war beinahe toͤdtlich verwundet, und mußte nach dem naͤchsten Spitale gebracht werden. Die Raͤder sanken an irgend einer Stelle in weichem Boden tiefer ein, und da der Mechaniker glaubte, die gewoͤhnliche Dampfkraft reiche nicht hin, um den Wagen aus dieser Grube zu bringen, so legte er sich mit seinem Leibe uͤber die Klappe hin, um mehr Dampf anzuhaͤufen. Der Kessel gab in diesem Augenblike den Personen, die in seiner Naͤhe standen, die beunruhigendsten Beweise seiner Schwaͤche, und mehrere derselben zogen sich zuruͤk: einer meiner Freunde aber, der ruͤkwaͤrts stand, hatte die Kuͤhnheit vorzutreten und die Ofenthuͤre weit aufzureißen. In dem Augenblike, als dieß geschah, barst der Kessel und mein Freund ward geschunden und abgebruͤht. Dieser Kessel war, wie der vorige, aus dem besten gehaͤmmerten Eisen, und flog doch in Stuͤke, obschon unsere hochgelehrten Herren behaupten, daß solche Kessel nur reißen. Der Kessel war kreisfoͤrmig, sehr flach, oben kuppelartig gewoͤlbt, und innenwendig mit eisernen Stangen gestuͤzt, wie Gewoͤlbe in der Baukunst.“ „Die am haͤufigsten vorkommende Ursache dieses Ungluͤkes ist Mangel am Wasser im Kessel wegen fehlerhaften Ganges der Pumpen. Unter den vielen Faͤllen dieser Art, die mir vorkamen, will ich nur desjenigen zu Aston-Forge bei Birmingham erwaͤhnen, der sich an einem Kessel aus geschlagenem Eisen mit sphaͤrischer Kuppel aus Boulton und Watt's Fabrik zutrug. Der Kessel barst, weil er roth gluͤhend wurde, und die Pumpe in den gluͤhenden Kessel ihr Wasser trieb: dadurch wurde augenbliklich so viel Dampf entwikelt, daß der Kessel unmoͤglich laͤnger demselben Widerstand leisten konnte.“ „Ich habe oͤfters Roͤhrenkessel bei Roth- und Weiß-Gluͤhehize ohne allen Nachtheil springen sehen, obschon, wenn man dieses Phaͤnomen noch nie gesehen hat, der Laͤrm und die Gewalt, mit welcher der Dampf ausfaͤhrt, den Neuling allerdings erschreken muß. In allen Faͤllen, die ich beobachtete, hatte ein Zerreißen des Metalles Statt, und der Riß betrug Einen, bis drei und vier Zoll. Gewoͤhnlich hatte er an jenem Theile einer Roͤhre Statt, wo die Schweißung mehr oder minder unvollkommen war, oder wo aus anderen Ursachen das Metall nicht die gewoͤhnliche Dike hatte. Der innere Durchmesser dieser Roͤhren betrug kaum Einen Zoll; die Dike war meistens drei Sechzehnte!, an den schwaͤchsten Stellen aber ungefaͤhr ein Achtel Zoll. Obschon man die Kraft des Dampfes, die solche Wirkungen zu erzeugen vermag, mit Sicherheit zu mehreren Zentnern auf den Zoll im Minimum berechnen kann, laͤßt sich doch das Maximum nicht mit Sicherheit bestimmen, wenn man nicht weiß, wie viel die Zaͤhigkeit des Metalles durch die große Hize, welcher man dasselbe aussezte, gelitten hat. Indessen ist durch die bisherigen Erfahrungen bei dem Bersten dieser Roͤhren erwiesen, daß, mag dieses durch Nachlaͤssigkeit des Mechanikers, durch Boßheit (wo eine solche moͤglich waͤre), durch Zufaͤlligkeiten, Fehler in der Pumpe, an den Sicherheitsklappen oder wodurch immer entstehen, keine persoͤnliche Gefahr bei demselben Statt haben kann.“ „Im Falle, daß ein Kessel von der gewoͤhnlichen Groͤße roth gluͤhend wird, weil die noͤthige Menge Wassers nicht in denselben gelangte, und dann wieder ploͤzlich Wasser in denselben einstroͤmt, so ergibt sich, daß das Unheil einer Berstung eines solchen Kessels sich zu einer Berstung eines Roͤhrenkessels genau wie die Durchmesser verhaͤlt. Das Abbruͤhen mit siedend heißem Wasser verhaͤlt sich also, bei gleicher Laͤnge der Roͤhre, wie die Durchschnittsflaͤchen der Roͤhren. Diese sind an dem Roͤhrenkessel = 0,785. Der Durchmesser eines gewoͤhnlichen Dampfkessels (nur zu 24 Zoll) gibt eine Durchschnittsflaͤche von 452,39 Zoll. Der Kessel wird also 576 Mal mehr heißes Wasser bei seinem Bersten, und zwar mit groͤßerer Gewalt auswerfen, als der Roͤhrenkessel. Man kann allerdings sagen, daß ein Roͤhrenkessel durch den Riß alles Wasser nach und nach aussprizt; allein, es laͤßt sich hier wieder leicht abhelfen; der Strahl ist nur so klein, wie an einem kleinen Springbrunnen, waͤhrend beim gewoͤhnlichen Kessel ein ganzes Meer herausgeschlaͤudert wird, und die Stuͤke Metall mitunter laufen. Es verdient ferner besonders bemerkt zu werden, daß, da die Sicherheiten bei Dampfkesseln sich umgekehrt verhalten, wie ihre Durchmesser, der 24zoͤllige Kessel 24 Mal so dik seyn muß, als der zoͤllige Roͤhrenkessel, wenn er denselben Druk aushalten soll, wie dieser, d.h. daß er vier und einen halben Zoll dik seyn muß! Es ist uͤberfluͤssig zu bemerken, daß, wenn ein solcher Kessel auch zu machen waͤre, er doch nie zu brauchen seyn wuͤrde.“ (Hr. Hebert macht den Ausschuß auf HHrn. Beale's und Porter's verbesserte Patent-Heizung der Dampfkessel aufmerksam, die er im Register of Arts. V. Bd. S. 39. (unser Polyt. Journal Bd. XXXII. S. 408.) beschrieben hat).“ „Eine der schreklichen Ursachen des Springens der Dampfkessel mit hohem Druke war nicht selten der mangelhafte Dienst der Drukpumpe, an welcher die Klappen in Unordnung geriethen, wozu sie so sehr geneigt sind, indem sie so oft mißhandelt werden. Aus diesem Grunde sollten die Theile solcher Pumpen alle so einfach, als moͤglich, und auf das Genaueste und Dauerhafteste gearbeitet seyn. Feine Sandtheilchen, die sich zwischen die Oberflaͤchen eindraͤngen, welche auf einander laufen, machen solche Pumpen sehr bald unbrauchbar, so daß es sehr zu wuͤnschen waͤre, daß man sich immer filtrirten Wassers bedienen moͤchte. Die Cisterne, in welche das filtrirte Wasser geleitet wird, sollte wenigstens zwei Verbindungsroͤhren mit der Pumpenroͤhre (service pipe) enthalten, und jede dieser Roͤhren sollte mit einer beweglichen Buͤchse versehen seyn, in welcher die filtrirenden Substanzen gehoͤrig eingepakt sind, so daß man jede derselben nach Belieben erneuern kann, ohne die Wirkung der anderen zu hindern. Die Haͤhne und Vereinigungsgefuͤge sind zu bekannt, als daß sie einer Erwaͤhnung verdienten. Indessen faͤllt mir, waͤhrend ich dieß schreibe, die Frage ein (die ich mir noch nicht zu beantworten traue): ob nicht die so eben erwaͤhnten Filtrirbuͤchsen so vorgerichtet werden konnten, daß sie eben so gut chemisch als mechanisch zur Reinigung des Wassers beitruͤgen, vorausgesezt naͤmlich, daß das Filtriren durch Aufsteigen geschaͤhe, und die erste oder unterste, fluͤssige oder feste Schichte, durch welche das Wasser durchzieht, aus einem chemischen Reagens oder aus mehreren derselben bestuͤnde, wodurch die wichtigsten in dem Wasser enthaltenen fremden Stoffe niedergeschlagen werden koͤnnten? Koͤnnte nicht bei dieser Sorgfalt fuͤr das Wasser der Niederschlag, die Rinde im Kessel vermieden werden, die man nur mit so vieler Muͤhe aus demselben wieder wegzuschaffen im Stande ist? Es scheint mir, daß dieser Abscheidungsproceß auf diese Weise besser, als durch das Abdampfen im Kessel geschieht, und daß es besser ist, wenn es zur Haͤlfte, als wenn es gar nicht geschieht. Diese Rinde im Kessel verursacht nicht bloß Verlust an Feuermaterial, sondern auch Verderben des Metalles selbst durch das Feuer, indem sie sich zwischen dem Metalle und dem Wasser anlegt.“ „Wo Drehehaͤhne (revolving cocks) zur Speisung der Kessel mit hohem Druke angewendet werden, ist es durchaus nothwendig, daß das Wasser filtrirt wird, sobald man weiß, daß es Kieselerde oder harten Sand enthaͤlt, welcher solchen Hahnen aͤußerst schaͤdlich ist. Die HHrn. Perkins und Eve bedienen sich solcher Haͤhne; in wiefern sie besser sind, als die Drukpumpe, kann ich nicht bestimmen.“ Hr. Hebert erinnert dann noch an seine Vorrichtung am Queksilbereichmaße, wenn das Queksilber aus demselben durch uͤbermaͤßigen Druk des Dampfes herausgeworfen werden sollte, mittelst welcher er dieses Queksilber in einem Gefaͤße sammelt, das an dem Kraftende eines langen Hebels der ersten Classe befestigt ist, waͤhrend das andere Ende desselben (in der Naͤhe des Stuͤzpunktes) eine Sicherheitsklappe hebt, die mit einem schweren Gewichte beladen ist, als der Druk, unter welchem das Queksilber aus dem Eichmaße ausgeworfen wurde. Auf diese Weise wird alle Gefahr auf der Stelle durch Oeffnung dieser Sicherheitsklappe beseitigt.