LXXV. Ueber die Anwendung des Dampfes zur Erzeugung eines besseren Zuges in den Schornsteinen, zum Abdampfen von Fluͤssigkeiten im luftleeren Raume, zu Geblaͤsen bei Hochoͤfen, zum Betriebe von Dampfbooten ohne Ruderraͤder etc. Aus dem Journal des connaissances usuelles. April 1834, S. 188. Mit einer Abbildung auf Tab. VI. Dampfanwendung zur Erzeugung eines besseren Zuges in Schornsteinen etc. Hr. Pelletan entdekte vor ungefaͤhr vier Jahren eine neue Wirkungsart des Dampfes, welche, nach den Resultaten zu urtheilen, die sich bei der Anwendung und Benuzung derselben ergaben, einen aͤußerst großen und wohlthaͤtigen Einfluß auf sehr viele Fabriken, und sogar auf die gewoͤhnliche Hauswirthschaft haben duͤrfte. Wir wollen zuerst das allgemeine Princip dieser Wirkungsart kurz zu erlaͤutern suchen, und dann auf einige Details ihrer Anwendung uͤbergehen. Wenn ein Dampfstrahl, der unter einem mittleren Druke von drei Atmosphaͤren erzeugt wurde, durch eine gehoͤrige Muͤndung in einen cylindrischen, an beiden Enden offenen Canal eingetrieben wird, so reißt er die in dem Canal befindliche Luft mit großer Gewalt und großer Geschwindigkeit fort. Hr. Pelletan erklaͤrt dieß dadurch, daß er annimmt, dieser Dampf besize eine Geschwindigkeit von 500 Meter in der Secunde, er vermenge sich mit der Luft, und das dadurch entstandene Gemenge nehme eine um so groͤßere Geschwindigkeit an, je mehr Dampf und je weniger Luft in demselben enthalten ist, und eine um so geringere Geschwindigkeit, je geringer die Quantitaͤt des Dampfes im Verhaͤltnisse zu jener der Luft ist. Im Allgemeinen reicht eine sehr geringe Quantitaͤt Dampf hin, um auf diese Weise sehr große Volumens Luft in Bewegung zu sezen; wenn z.B. die Geschwindigkeit der Luft in einem guten Schornsteine nicht uͤber 5 Meter in einer Secunde betraͤgt, so reicht ein Hundertel als Strahl oder Einsprizung angewendeter Dampf hin, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Die Anwendung dieses Dampfes bedingt uͤberdieß keinen Verbrauch, keine Ausgabe, indem der Dampf nicht verdichtet wird, und indem sein Waͤrmestoff nach der Erzeugung des Luftstromes noch zu verschiedenen anderen Zweken benuzt werden kann. Das Volumen der fortgetriebenen Luft und die Geschwindigkeit des Luftstromes laͤßt sich jedes Mal nach Belieben abaͤndern, je nachdem man das Verhaͤltniß des Durchschnittes der Muͤndung, aus welcher der Dampf ausstroͤmt, zu dem Durchschnitte des Canales, worin sich die Luft bewegt, modificirt. Die fortgetriebene Luft kann nach Belieben entweder vor dem Dampfstrome einen Druk, oder hinter demselben einen luftleeren Raum erzeugen; d.h. man kann mittelst des Dampfstrahles einen Druk, der eine Wassersaͤule auf eine Hoͤhe von 7 Metern hebt, oder einen luftleeren Raum von 20 Zollen Queksilber erzeugen und unterhalten. Der Dampfstrahl kann, wenn er durch Druk wirkt, alle Drukpumpen oder Drukmaschinen, und, wirkt er durch Aufsaugung, alle Saugmaschinen ersezen; er erzeugt diese beiden Wirkungen uͤberdieß, ohne daß große und kostspielige Vorrichtungen noͤthig waͤren, und mit einem aͤußerst geringen Verbrauche an Dampf; und was die erzeugte Kraft betrifft, so gewaͤhrt er den großen Vortheil, daß er einerseits die Wirkung mit beliebiger Geschwindigkeit hervorbringt, Waͤhrend diese Wirkung andererseits mit Huͤlfe eines mit einem Zifferblatte versehenen Hahnes genau graduirt werden kann. Die Theorie dieser gewiß hoͤchst merkwuͤrdigen Wirkungsart eines Dampfstrahles mag seyn, welche sie wolle, so sind und bleiben die Wirkungen bestaͤndige und unbestreitbare Thatsachen; wir sahen dieselben in hohem Grade schon durch einen Dampfstrahl hervorrufen, der, wenn er auch rein verloren gewesen waͤre, doch nur einen hoͤchst unbedeutenden Verlust gegeben haͤtte. Wir wollen nun einige der vorzuͤglichsten Anwendungen des Dampfstrahles andeuten. Die Kessel, in denen der Dampf erzeugt wird, geben ein um so besseres Resultat, je kraͤftiger der Zug ist; allein aller von der heißen Luft fortgerissene Waͤrmestoff ist rein verloren. Wir sahen einen Dampfkessel, an welchem ein Dampfstrahl angewendet wurde; die Roͤhre, welche als Schornstein diente, hatte nur 2 Zoll im Durchmesser, und hoͤchstens 2 Fuß Hoͤhe; der Zug war ganz willkuͤrlich, und konnte auf den hoͤchsten Grad gebracht werden; die heiße Luft ging aber nicht verloren, sondern wurde in eine Roͤhrenvorrichtung geleitet, in welcher die Gesammtmasse ihres Waͤrmestoffes und selbst jener des Wasserdampfes, der zur Erzeugung des Zuges angewendet worden, benuzt werden konnte. Man kann also uͤberall Dampfkessel ohne aufsteigende Schornsteine errichten, ihre Heizung dabei so lebhaft betreiben, daß sie vier Mal so viel Dampf liefern, als bei dem gewoͤhnlichen Zuge, eine vollkommene Verbrennung erzeugen, und uͤberdieß von. der Gesammtmasse des von dem Brennmaterials entwikelten Waͤrmestoffes Nuzen ziehen. Die Heizvorrichtungen in den Treibhaͤusern, so wie jene, in denen mit heißer Luft geheizt wird, bringen wegen des Eindringens des Rauches oft solche Unannehmlichkeiten mit sich, daß man zu deren Abhuͤlfe nicht selten große und kostspielige Apparate anzuwenden gezwungen war, oder daß man diese Vorrichtungen sogar gaͤnzlich aufgeben mußte. Dieß war z.B. mit der Heizmethode im Finanzministerium zu Paris, deren Einrichtung nicht weniger als 350,000 Franken gekostet hatte, der Fall. Ein Dampfstrahl, der an dem Ende irgend einer Roͤhrenleitung angebracht und in Wirksamkeit gesezt wird, erzeugt durch die Aufsaugung eine solche Stroͤmung, daß durchaus kein Rauch entweichen kann, wie schlecht auch die Roͤhren zusammengefuͤgt seyn moͤgen. Man kann daher unter diesen Umstaͤnden uͤberall Steinkohlen brennen, und auch den Boden nach Belieben durch unterirdische Roͤhren erwaͤrmen. Die Kosten des Wasserstrahles sind beinahe null und nichtig, und der Kessel, der denselben erzeugt, gibt den besten Ofen. Das Heizen mit Dampf veranlaßt hauptsaͤchlich deßhalb große Kosten, weil die Roͤhren so gebaut seyn muͤssen, daß sie einen ziemlich bedeutenden Druk auszuhalten im Stande sind; benuzt man hingegen einen Dampfstrahl, der den Dampf ohne Druk durch alle Roͤhren fuͤhrt oder treibt, so kann man den dazu noͤthigen Apparat auch aus Zink, und folglich um den zehnten Theil von dem, was er bisher kostete, herstellen. Die großen Huͤttenwerke bedienen sich bei den meisten ihrer Arbeiten sehr kostspieliger Geblaͤse, und lassen durch die Schornsteine ihrer Reverberiroͤfen eine ungeheure Menge Waͤrmestoff rein verloren gehen. Wir haben einen Hochofen gesehen, an welchem das Geblaͤse nach dem neuen Systeme mittelst Druk arbeitete, und zwar auf eine hoͤchst einfache und sehr wohlfeile Weise. Wuͤrde der Zug der Reverberiroͤfen nach dieser Methode erzeugt werden, so ließe sich derselbe sehr leicht nach Belieben reguliren, und eben so leicht laͤßt sich berechnen, daß der Waͤrmestoff, der gegenwaͤrtig unbenuzt verloren geht, mehr als hinreichend seyn wuͤrde, um die großen Maschinen, deren man sich an diesen Anstalten bedient, gehoͤrig mit Dampf zu versehen. Die Huͤttenwerke wuͤrden daher bei der Pruͤfung und Annahme des neuen Verfahrens gewiß ungemein gewinnen. Es gibt dermalen noch keine bequemen, tragbaren Maschinen zum Wasserschoͤpfen, und uͤberall geschieht diese so haͤufig vorkommende und so noͤthige Arbeit noch durch Menschenhaͤnde. Wir sahen kuͤrzlich aber eine solche Maschine, welche aus zwei Gefaͤßen, von denen jedes 80 Liter faßt, besteht, und welche stuͤndlich 28,000 Liter Wasser auf eine Hoͤhe von 15 Fuß zu heben im Stande ist. In diesem schoͤnen Apparate druͤkt der Dampf mit Luft vermengt direct auf das Wasser, welches gehoben werden soll, und dabei verhindert die Gegenwart der Luft die Verdichtung des Dampfes. Eine Maschine von der angegebenen und selbst von einer doppelt groͤßeren Kraft kann in einem Raume von 6 Fuß Laͤnge auf 3 Fuß Breite untergebracht und von zwei Maͤnnern getragen werden. Diese Methode große Wassermassen in Bewegung zu sezen, gestattete Hrn. Pelletan auch eine Verbesserung seines Verfahrens, Dampfboote durch die Reaction des Wassers zu treiben. Man konnte kuͤrzlich ein nach seiner Erfindung gebautes Dampfboot mit einer Geschwindigkeit von 3 Meilen in der Stunde unter den Bogen der Austerlitzbruͤke fahren sehen. Dieses Boot hatte weder einen Raucht fang, noch Ruderraͤder, noch auch eine eigentliche Dampfmaschine, d.h. keine Pumpe, keinen Kolben und keine sonstige Maschinerie; ein derlei Apparat kostet sehr wenig, kommt nicht leicht in Unordnung, und wiegt nur den zwanzigsten Theil der Ladung des Schiffes. Als leztes Beispiel fuͤr die Anwendung des Dampfstrahles wollen wir nur die Apparate anfuͤhren, in denen man einen mehr oder weniger vollkommenen luftleeren Raum erzeugen und unterhalten kann. Ein derlei luftleerer Raum ist unter zahlreichen Umstaͤnden, namentlich bei vielen Abdampfungen, beim Troknen vieler Substanzen, und besonders beim Troknen von Nahrungsmitteln, beim Zukersieden etc., von ganz außerordentlichem Vortheile. Man versuchte die Anwendung des luftleeren Raumes bisher nur beim Versieden von Zukersyrupen, weil die Apparate, deren man sich zur Erzeugung desselben bediente, so kostspielig waren, daß sie nur in Zukersiedereien benuzt werden konnten. Howard's Apparat war der erste, der zu diesem Behufe bekannt gemacht wurde; in ihm wird der luftleere Raum mittelst Saugpumpen, die durch eine Dampfmaschine in Bewegung gesezt werden, erzeugt. Das große Capital, welches die Anschaffung eines solchen Apparates erforderte, und der taͤgliche Kostenaufwand, den er außerdem veranlaßte, bewog zur Erforschung anderer Mittel; man glaubte, es wuͤrde genuͤgen, wenn man die Luft durch einen Dampfstrom aus dem Apparate austreiben, und diesen Dampf hierauf durch Einsprizen von kaltem Wasser verdichten wuͤrde. Auf solche Weise enstand der Apparat des Hrn. Roth, und seither noch 3 oder 4 andere, welche saͤmmtlich auf demselben Principe beruhen, gegen die sich aber folgende Einwendungen machen lassen: 1) Geht am Anfange der Operation zum Behufe der Austreibung der Luft eine große Quantitaͤt Dampf verloren. 2) Ist der luftleere Raum hoͤchstens beim Beginne vollkommen, und bleibt nie in diesem Zustande, weil immer wieder etwas Luft in den Apparat eintritt. Das Verdichtungswasser laͤßt bei seinem Eintritte in den luftleeren Raum selbst Luft entweichen, und da viele Syrupe Kohlensaͤure enthalten, so entweicht auch diese, so daß, wenn der luftleere Raum anfangs auch 26 Zoll zeigte, er am Ende nur mehr 18 Zoll zeigt; und doch soll dieser Raum hauptsaͤchlich am Ende so luftleer als moͤglich seyn, indem sich der Syrup nicht am Anfange der Operation, wohl aber dann, wann er ein Mal bedeutend concentrirt ist, veraͤndert. 3) Da der Apparat waͤhrend eines großen Theiles der Operation Luft enthaͤlt, so wird die Verdichtung viel schwieriger; sie erfordert bis an 90 Liter Wasser per Zukerhut, waͤhrend 25 bis 30 Liter hinreichen wuͤrden, wenn der Apparat immer gehoͤrig luftleer waͤre. Es ließ sich leicht erwarten und berechnen, daß der Wasserstrahl, indem er eine der Wirkung einer Saugpumpe vollkommen aͤhnliche Wirkung ausuͤbt, ein Mittel an die Hand geben muͤßte, welches mit Vortheil statt des Howard'schen Apparates gebraucht werden koͤnnte. Dieß bewaͤhrte sich denn auch wirklich durch einen Apparat, den Hr. Pelletan fuͤr die Bruͤder Perrier verfertigte, und den man in Fig. 29 abgebildet sieht. A ist der Hahn, welcher geoͤffnet wird, um den Apparat mit dem geklaͤrten Syrupe, welcher in dem Behaͤlter Q, der einen doppelten Boden hat, erhizt wurde, zu fuͤllen. B der Hahn, den man oͤffnet, um den Apparat in dem Ab, kuͤhler O, der sich unter oder uͤber dem Apparate befinden kann, zu oͤffnen. C, C ein halbkugelfoͤrmiger Kessel, welcher 800 Liter Syrup faßt. D, D ein doppelter Boden, der mit Dampf geheizt wird. E ein Dampfhahn, der nur eine Minute lang geoͤffnet zu werden braucht, um den luftleeren Raum neuerdings wieder herzustellen. F ein Verbindungshahn zwischen der Kugel, in welcher der luftleere Raum erzeugt wird, und dem Apparate; er muß geoͤffnet werden, waͤhrend der luftleere Raum erzeugt wird. G ein Dampfhahn, welchen man zugleich mit dem Hahne H nur eine Minute lang zu oͤffnen braucht, um in dem Apparate einen Druk zu erzeugen, durch welchen er ausgeleert wird, und durch den der versottene Syrup auf 15 Fuß Hoͤhe gehoben werden kann. H ein Hahn, durch den man Luft in den Apparat eintreten lassen kann. K ein Hahn, der die Verbindung zwischen dem Kessel und dem Verdichter vermittelt, und den man schließt, um in dem Verdichter von einer Operation zur anderen den luftleeren Raum zu unterhalten. L ist der Verdichter oder Condensator. M ein Hahn mit einem Zifferblatts, durch den das herbeistroͤmende Verdichtungswasser regulirt wird. N ein Hahn, durch den das Verdichtungswasser aus dem Verdichter austritt. O ein Abkuͤhler oder ein Gefaͤß, welches zur Aufnahme des verkochten Syrupes dient. P ein Behaͤlter mit kaltem Wasser, der 15 Fuß tief unter dem Niveau des Apparates angebracht seyn kann. Q ein Behaͤlter mit doppeltem Boden, in welchem der geklaͤrte Syrup fuͤr die naͤchstfolgende Operation durch den Dampf, der zur Erzeugung des luftleeren Raumes dient, erhizt wird. R ein Hahn, durch den das Wasser, welches sich in dem doppelten Boden des eben erwaͤhnten Behaͤlters verdichtet, in den Dampfkessel zuruͤkfließt. S ein Dampfrohr, welches vom Dampferzeuger herfuͤhrt, und welches durch den Hahn T den doppelten Boden, durch den Hahn E den luftleeren Raum, und durch den Hahn G den Apparat zur Erzeugung des Drukes mit Dampf versieht. U ein Arm des Dampfrohres, der an die beiden Haͤhne E und G fuͤhrt. V ein Barometer, das zum Messen des Grades des luftleeren Raumes, der in jedem Augenblike in dem Apparate erzeugt wird, dient. Die Lichtloͤcher, durch welche das Innere des Apparates erleuchtet wird, so daß man das, was darin vorgeht, beobachten kann, so wie die neue Methode, nach welcher man Proben von 1/2 Liter Syrup aus dem Apparate herausnehmen und wieder zuruͤkgießen kann, konnten in dieser Zeichnung nicht dargestellt werden. Der Gang des Verfahrens mit diesem Apparate, und die Vortheile, die derselbe gewahrt, sind folgende. Bevor die Operation beginnt, erzeugt man einen luftleeren Raum von 20 Zollen, indem man den Hahn, durch den der Dampfstrahl eintritt, eine Minute lang oͤffnet; zugleich fuͤllt man den Apparat, indem man den Hahn, der zu dem Behaͤlter mit geklaͤrtem Syrup fuͤhrt, oͤffnet. Dann erhizt man den Syrup durch Dampf, den man durch einen graduirten Hahn eintreten laͤßt, damit man die Hize nach dem Grade des Sudes reguliren kann. Wenn der Syrup zu steigen beginnt, was man durch Loͤcher, die mit Glaͤsern versehen sind, und die zur Erhellung des Apparates dienen, beobachten kann, so verfolgt man denselben mit den Augen, und unterbricht das Steigen theils, indem man durch Aufsaugung etwas von der Butter, die man zu diesem Behufe in einem mit einem Hahne versehenen Becher anbringt, in den Apparat schafft, theils indem man nur eine kleine Menge Luft eintreten laͤßt. Man kann auf diese Weise bei einigen Syrupen bis gegen 5 Franken an Butter ersparen. Wenn das Versieden begonnen hat, so treibt man das, was allenfalls noch an Luft zuruͤk ist, abermals aus, indem man den Hahn, durch welchen der Dampfstrahl eintritt, neuerdings eine Minute lang oͤffnet, wo der luftleere Raum dann von diesem Augenblike an nur mehr von dem Oeffnen des Hahnes, durch welchen kaltes Wasser eingesprizt wird, abhaͤngt. Gegen das Ende der Operation vermindert man die Hize, und vervollkommnet dafuͤr den luftleeren Raum dergestalt, daß man die Operation bei einem luftleeren Raume von 26 Zollen Queksilber beschließt. Was die Probe oder die Mittel betrifft, deren man sich bediente, um zu erfahren, ob der Syrup bereits bis auf den gehoͤrigen Grad versotten sey, so waren dieselben bei allen den geschlossenen Apparaten, deren man sich bisher bediente, hoͤchst unvollkommen; man konnte immer nur einige Tropfen Syrup, die nur sehr Ungewisse Aufschluͤsse gaben, herausnehmen. Hr. Pelletan hingegen erfand eine Vorrichtung, mit welcher man bequem einen halben Liter Syrup aus dem Apparate herausnehmen und wieder zuruͤkgießen kann, und bei welcher selbst die Anwendung eines Schaumloͤffels moͤglich ist. Ist der Syrup gehoͤrig versotten, so muß der Kessel geleert werden: eine Operation, die bei saͤmmtlichen bisherigen Kesseln wegen der Klebrigkeit und Zaͤhigkeit der Fluͤssigkeit nur langsam von Statten ging. Bei der neuen Vorrichtung des Hrn. Pelletan hingegen ist der Kessel in einer Minute geleert, und zwar in Folge eines kraͤftigen Drukes, der durch die Einwirkung eines zweiten Dampfstrahles hervorgebracht wird. Dieser Dampfstrahl fuͤhrt naͤmlich eine große Menge aͤußerer atmosphaͤrischer Luft mit sich in den Apparat, und der auf diese Weise ausgetriebene Syrup kann bis auf 15 Fuß uͤber das Niveau des Apparates gehoben werden. Ist der Apparat geleert, so laͤßt man die Masse feuchter Luft, welche im Inneren desselben comprimirt war, entweichen, wodurch der Kessel und die Roͤhren vollkommen gereinigt werden, so zwar, daß sich in denselben keine Unreinigkeit ansezt, und daß sie auch nicht verstopft werden. Der Dampf, welcher zur Erzeugung und Vervollkommnung des luftleeren Raumes verbraucht wird, ist in Betracht der kurzen Zeit, Waͤhrend welcher er in Anwendung kommt (3 bis 4 Minuten reichen fuͤr die ganze Operation hin), sehr gering; und selbst diese geringe Menge geht nicht verloren, indem sie in den doppelten Boden des Behaͤlters, in welchem sich der geklaͤrte Syrup befindet, geleitet wird, und daselbst zur Erhizung und Vorbereitung desselben dient. Es wird daher hier ein so viel als moͤglich vollkommener luftleerer Raum erzeugt, und zwar ohne Aufwand an Dampf, und ohne irgend eine mechanische Kraft. Das heiße Wasser, welches zur Verdichtung diente, kann durch eine Dampfpumpe, die einen Theil des Apparates ausmacht, aufgenommen, und zu verschiedenen Zweken verwendet werden. Die Dampferzeuger sind so eingerichtet, daß sich bei ihnen ein Drittel Brennmaterial ersparen laͤßt. Die Apparate des Hrn. Pelletan sind im Allgemeinen so eingerichtet, daß in 10 Stunden 600 Zukerhuͤte gesotten werden; sie verzehren dabei nur halb so viel Kohle, als die gewoͤhnlichen Schaukelkessel, und geben ein groͤßeres Resultat, als man beim Versieden uͤber dem Feuer erhaͤlt. Man sott aus kaͤuflicher Melasse Zuker; man versott und verduͤnnte einen und denselben Syrup, indem man mit einer Quantitaͤt von 1500 Pfd. auf ein Mal arbeitete, 11 Mal, ohne daß der Zuker irgend eine merkliche Veraͤnderung erlitten haͤtte. Die Quantitaͤt Melasse, welche Zuker von mittlerer Guͤte zuruͤklassen, schaͤzte man endlich auf 5 Proc. Hr. Chartier zu Paris, rue Richelieu No. 69, der diese neuen Apparate fuͤr sehr billige Preise liefert, verfertigt auch Apparate, in denen der Runkelruͤbensyrup im luftleeren Raume versotten werden kann. Wir werden diese Apparate, die sich wesentlich von den beschriebenen Raffinationsapparaten unterscheiden, in einem spaͤteren Artikel bekannt machen.