XXIII. Adcock's Bericht uͤber seine Wasserhebmaschine. Aus dem Mechanics' Magazine. Jun. 1841, S. 425. Adcock's Wasserhebmaschine. Hr. Adcock bevorwortet seinen der polytechnischen Gesellschaft zu Liverpool mitgetheilten Bericht mit folgenden Bemerkungen. Obgleich ihn schon vor mehreren Jahren die mit den gegenwärtigen Pumpwerkssystemen verbundenen Schwierigkeiten und bedeutenden Kosten zum Nachdenken gestimmt haben, so sey er doch weit entfernt, das was andere seither in diesem Fache geleistet haben, schmälern, oder die tiefen mechanischen Kenntnisse und wissenschaftlichen Erfahrungen, welche bei Behandlung dieses Gegenstandes zu Tage gekommen, im geringsten herabsezen zu wollen. „Im Gegentheile – äußert sich Hr. Adcock– muß ich ganz besonders hervorheben, daß rüksichtlich der gegenwärtigen massenweisen Förderungsmethode aus Gruben durch Pumpwerke, nach meiner Meinung Ihre Bergbauingenieurs, insbesondere die von Cornwallis, diesen mechanischen Zweig auf eine eben so hohe Stufe der Vollkommenheit gebracht haben, wie andere Individuen irgend einen Zweig im weiten Gebiete der productiven Industrie. Uebrigens ist wohl zu bemerken, daß in den andern Branchen der productiven Industrie, z.B. in der Baumwollen-, Wollen-, Seidenmanufactur, so wie in der Eisenfabrication u.s.w. die verschiedenen mechanischen Constructionen über der Erde aufgestellt und den Augen des Publicums zugänglich gemacht sind; während die Constructionen des Bergmanns unter der Erde verborgen liegen, also über den unmittelbaren District ihrer Anwendung hinaus wenig bekannt sind. Nichtsdestoweniger besizen wir einen untrüglichen Beweis von dem Werthe und den Leistungen der in Pumpwerken eingeführten Verbesserungen in der Kenntniß der größeren Tiefen, bis auf welche Gruben betrieben werden können, und in dem weit größeren Wasserquantum, welches gegen früher aus denselben gefördert werden kann. In den vereinigten Gruben in Cornwallis z.B., wo die Dampfmaschinen, welche die Pumpen in Bewegung sezen, durchschnittlich 8 Kolbenhube in der Minute machen, beläuft sich das aus einer Tiefe von 180 Klafter gehobene Wasserquantum auf nicht weniger als 3,800 Gallons per Minute. Da der Gallon 10 Pfd. wiegt, und das Klafter 6 Fuß mißt, so beläuft sich die in der Minute gehobene Wassermenge auf nicht weniger als 38,000 Pfd. oder ungefähr 17 Tonnen aus einer Tiefe von 1,080 Fuß gehoben. Ließe man daher das auf diese Weise geförderte Wasser mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 1 Fuß per Secunde, oder 60 Fuß per Minute fließen, so würde es einen Bach von 5 Fuß Breite und 2 Fuß Tiefe bilden. Die zur Förderung dieser Wassermenge aus den Grubenschachten aufgestellten Dampfmaschinen haben zusammen die Kraft von nicht weniger als 2000 Pferden; es sind nämlich in Thätigkeit 3 Dampfmaschinen mit Cylindern von 90 Zoll Durchmesser 3         – –         –          – 85   –         – 1         – –         –          – 80   –         – 2         – –         –          – 65   –         – 1         – –         –          – 30   –         – Jede Dampfmaschine arbeitet mit Hochdruk, Expansion und nach dem Condensationssystem. In den Mold-Minen in Flintshire beläuft sich die gehobene Wassermenge auf mehr als das Doppelte des aus den Gruben von Cornwallis geförderten Quantums, nämlich auf 8000 Gallons oder 35 3/4 Tonnen per Minute; allein die Tiefe, aus welcher das Wasser gehoben wird, ist nicht so groß, sondern im Durchschnitt nur 50 Klafter oder 300 Fuß. Mit andern Worten, um das Resultat mit dem der vereinigten Minen von Cornwallis zu vergleichen, die in den Mold-Minen aus einer Tiefe von 300 Fuß in einer Minute gehobene Wassermasse wäre hinreichend, einen 2 Fuß tiefen und 10 3/4 breiten Bach zu bilden, welcher mit der Geschwindigkeit von 1 Fuß in der Secunde oder 60 Fuß in der Minute fließen würde. Zur Förderung dieser Wassermasse sind 8 Dampfmaschinen und 4 oberschlächtige Wasserräder in Thätigkeit, nämlich 1 Maschine mit 80zölligem Cylinder und 22zölliger Pumpe 1      –         – 66   –       –       – 22        –     – 1      –         – 64   –       –       – 18        –     – 1      –         – 63   –       –       – 18        –     – 1      –         – 60   –       –       – 18        –     – 1      –         – 46   –       –       – 16        –     – 1      –         – 40   –       –       – 12 1/8  –     – 1      –         – 36   –       –       – 10        –     – Die oberschlächtigen Wasserräder haben alle 40 Fuß Durchmesser und 4 Fuß 8 Zoll Breite; sie sezen eine 22zöllige und drei 18zöllige Pumpen in Bewegung. An jedem Wasserrade befindet sich eine Pumpe. Das enorme Gewicht der in einer tiefen Grube befindlichen Materialien ist weit größer, als Personen, denen dergleichen Untersuchungen ungewohnt sind, sich vorstellen können. Um das Gesagte näher zu beleuchten, will ich nun versuchen, der Societät einen Begriff von dem Gewichte der zum Kunstgezeuge jener Dampfmaschine mit 80zölligem Cylinder in den Gruben von Cornwallis gehörigen Materialien zu geben. Gewicht der Pumpen, Ventilkasten u.s.w. 161 1/2 Ton.      – des Holzgerüstes   50         –      – des beweglichen Maschinenwerks   26         –      – des Pumpengestänges   48 1/4   –      – der Hauptpumpe   94 3/4   –      – von vier Waagbalken und Pumpensäzen   96 1/2   –      – des in den Pumpen enthaltenen Wassers   38 1/2   – Ich erwähnte oben, die Tiefe der Gruben in Kornwallis belaufe sich auf 180 Klafter oder 1,080 Fuß. Es ist indessen wohl zu bemerken, daß diese Angabe sich auf die mittlere Tiefe bezieht, aus welcher die verschiedenen Pumpen das Wasser heben, und daß einige derselben das Grubenwasser aus weit größeren Tiefen emporfördern als andere. So heben z.B. in einer Grube die Pumpen das Wasser aus einer Tiefe von 290 Klafter oder 1740 Fuß. In dieser Grube waren und sind wahrscheinlich noch 12 Pumpensäze übereinander, welche in der Minute 6 1/2 Kolbenhube, jeden zu 8 3/4 Fuß Länge machen. Das mit jedem Kolbenhub geförderte und oben an der Mündung des Schachtes ausgegossene Wasser wiegt 32 1/2 Gallons oder 325 Pfd.; und um dieses Wasserquantum zu heben, müssen bei jedem Kolbenhube 300 Tonnen in Bewegung gesezt, muß jedesmal ihr Moment der Trägheit überwältigt werden. Hieraus ergibt sich nun die Jedermann begreifliche Schlußfolge, daß die Auslagen für ein solches Pumpwerk auffallend groß sind, und daß jede beträchtliche Reduction der Kosten und der daraus folgenden jährlichen Ausgaben von dem Bergmann nicht anders als ein großer ihm zugewendeter Vortheil betrachtet werden kann.“ Hr. Adcock entwikelt nun die stufenweisen Fortschritte seiner Verbesserungen bis auf den gegenwärtigen Zustand ihrer Vervollkommnung. „Ungefähr vor zwei Jahren erhielt ich in England ein Patent für ein neues und ganz eigenthümliches Verfahren, Wasser aus Gruben oder andern tiefen Stellen zu heben, durch Anwendung der Kraft verdichteter in einen Cylinder eingeschlossener Luft, deren Druk in Folge der Thätigkeit des in diesem Cylinder befindlichen Kolbens von 45 bis 90 Pfd. auf den Quadratzoll wechselte. „Die Erfindung wurde Bergleuten von umfassender Erfahrung zur näheren Prüfung vorgelegt und erhielt ihren Beifall. Eine Bestellung, welche ich erhalten hatte, war bereits in der Ausführung vorgeschritten, und die Auslagen waren schon bedeutend angewachsen, als ich es für nöthig fand, in Folge einer noch weit schäzbareren und praktisch erfolgreicheren Entdekung, auf welche ich verfiel, alle ferneren Arbeiten einzustellen. Diese Erfindung, worauf ich in England und mehreren auswärtigen Königreichen ein Patent erhielt, ist, wenn ich mich des Ausdruks eines Ingenieurs von bedeutendem Rufe bedienen darf, die Einfachheit selbst. Sie ist von außergewöhnlicher Art, das erfolgreiche Resultat einer Reihe von Schlüssen. Einige Vortheile dieser Erfindung mögen hier aufgeführt werden. 1) Ich bediene mich weder Pumpen noch eines Pumpengestänges. 2) Es ist nur ein Saz vorhanden, so tief auch die Grube seyn möge. 3) Da nur ein Saz vorhanden ist, so brauche ich weder Klappen noch Ventile. 4) Die Pumpenröhren sind wohlfeil und werden mit geringen Kosten eingesezt; sie bestehen aus Zinkplatten, welche in die Röhrenform umgebogen und zusammengelöthet werden; daher fallen hervorspringende Ränder und Schraubenbolzen hinweg. 5) Da die Röhren aus zusammengelötheten Zinkplatten bestehen, so sind sie folglich auch leicht, und erfordern daher zu ihrer Unterstüzung nur weniges und ganz leichtes Balkenwerk. 6) Abnuzung gibt es, in comparativem Sinne gesprochen, keine. 7) Die Dampfmaschine, welche ich anwende, ist doppelt- nicht einfachwirkend. Ihre Größe und ihre Kraft braucht weit geringer zu seyn, auch ist es nicht nöthig, wie bei Pumpwerken, dieselbe an der Einfahrt des Schachtes aufzustellen. Im Gegentheile, eine Maschine kann mit Leichtigkeit zwei oder drei weit von einander entfernte Gruben besorgen. 8) Ich erspare ein Bedeutendes an Brennmaterial-Consumtion, an Talg, Kolben- und Klappenliederung; ferner an Arbeit. 9) Die Ventilation einer Grube geht ohne Kosten vor sich. 10) Wollte man das gegenwärtige Kunstgezeuge aus einer Grube herausnehmen, und das neue an seine Stelle sezen, so würde im Allgemeinen der Verkauf der alten Materialien die Kosten des patentirten Apparates mehr als bezahlen. „Nachdem ich Ihnen, meine Herren, somit einige aus der Einführung des patentirten Apparates fließende Vortheile cursorisch beschrieben habe, will ich Ihnen zunächst die Reihe von Schlüssen, welche mich auf die Entdekung leiteten, auseinander sezen. „In meinem ersten patentirten Apparat hatte ich für tiefe Gruben, wie bei Pumpwerken, eine Reihe von Säzen, mithin mußte ich, wie bei Pumpwerken, Klappen und Ventile zu Hülfe nehmen. Da mir bekannt war, daß dergleichen Klappen und Ventile immer leicht in Unordnung gerathen, so ging mein Bestreben darauf hin, den patentirten Wasserhebapparat durch Substituirung einer neuen Ventilart oder einer solchen, welche einen Theil der vorhandenen Ventile entbehrlich machte, möglichst zu verbessern. Ich erfand sofort ein schönes, einfaches und wirksames Ventil und ließ mir auf dasselbe ein Patent ertheilen. Aus der Einfachheit und den Leistungen dieses Ventils, so wie aus dem Umstande zu schließen, daß es keinen Reparaturen unterliegt, wird dasselbe ohne Zweifel bei Wasserwerken und Dampfmaschinen allgemeinen Eingang finden. „In Folge dieser Erfindung konnte ich nun ein Ventil verfertigen, welches dasselbe leistete, was sonst vier Klappen leisten; dabei war der Wasserweg, dem im patentirten Ventil kein Hinderniß im Wege steht, von derselben Weite, wie die Pumpenröhre selbst. „Ermuthigt durch den Erfolg, welcher meine Versuche begleitete, fühlte ich mich zu Versuchen weiterer Verbesserungen an meinem Patentapparate angefeuert, welche sich namentlich auf die Verminderung der Anzahl von Ventilen bezogen. Ich richtete an mich selbst die Frage: ist es wohl möglich, ohne alle Ventile und Klappen Wasser aus Gruben und andern tief gelegenen Orten empor zu fördern? „Ich wußte wohl, daß dieser Erfolg nicht zu erreichen war, so lange das Wasser in einer compacten Masse, wie dieß bei Pumpwerken der Fall ist, aus der Grube zu Tage gefördert würde. Denn in einem 1000 Fuß tiefen Schachte, wo also die Wassersäule 1000 Fuß hoch ist, beträgt der Druk des Wassers gegen die Röhrenwände unten an der Sohle des Schachtes ungefähr 440 Pfd. auf den Quadratzoll, ein Druk, den in der Praxis keine Röhre aushalten könnte. Ich legte mir daher zunächst die Frage vor, ob das Wasser nicht in einem zertheilten Zustande aus der Grube heraufgebracht werden könnte; die natürliche Antwort darauf war, wenn das Wasser in einem zertheilten Zustande heraufgefördert werden sollte, so müßte dieses entweder in Dampfform oder als Regen seyn. „Die fortgesezte Schlußreihe leitete mich auf die Untersuchung der Geschwindigkeit herabfallender Regentropfen in Vergleich mit der Geschwindigkeit, welche denselben zufolge dem Geseze der Schwere zukommen sollte. Ich fand, daß der Regen nach den Gesezen der Schwere mit einer fortwährend beschleunigten Geschwindigkeit gegen die Erde herabfallen würde, so daß er, wenn die Wolke, aus welcher er fiele, hoch wäre, vermöge seiner Geschwindigkeit und des dadurch erlangten Momentes, jedem thierischen und vegetabilischen Leben ernstlichen Schaden zufügen müßte. „Wie kommt es nun, daß eine solche Wirkung in der That nicht hervorgebracht wird? „Der Grund hiezu ist einfach in dem Widerstande der Luft zu suchen. Jeder Regentropfen kann, so lange er noch in der Wolke verweilt, als ruhend angenommen werden. Aus dem Zustande der Ruhe fängt er an mit einer so lange constant sich beschleunigenden Bewegung zu sinken, bis er eine gewisse Geschwindigkeit erlangt hat; von diesem Zeitpunkte an wird seine Bewegung gleichförmig. „Diese Gleichförmigkeit der Bewegung rührt von dem Widerstande der Luft her. Indem nämlich der Tropfen mit einer anfangs sich beschleunigenden Geschwindigkeit fällt, comprimirt er die unmittelbar unter ihm befindliche Luft mehr und mehr, bis endlich der Widerstand und die Compression dem Gewichte des Tropfens gleich ist; dann erst wird seine Bewegung gleichförmig. „Ich machte mich nun an die Aufgabe, die größten Geschwindigkeiten herabfallender Regentropfen zu untersuchen und fand, daß sie unter gewöhnlichen Umständen 8 bis 12 Fuß in der Secunde betrugen. Von diesem Zeitpunkte an war der Rest der Schlußfolgerung deutlich und bestimmt. Nämlich, wenn Wasser in Kügelchen von einem gewissen Durchmesser und Gewicht, wie Regentropfen, unter gewöhnlichen Umständen, in Folge des Widerstandes der Luft mit keiner größeren Geschwindigkeit als 12 Fuß in der Secunde niederfallen können, so ist es auch gewiß, daß dieselben Tropfen, wenn sie im ruhenden Zustande sich befänden, und man ließe einen Luftstrom mit einer größeren Geschwindigkeit als 12 Fuß in der Secunde sich aufwärts bewegen, aufwärts anstatt abwärts sich bewegen würden, so bedeutend auch die Höhe wäre. Jezt schritt die Erfindung ihrer Vervollkommnung zu. Ich hatte nur den Versuch im Kleinen zu machen. Er überstieg bei weitem meine Erwartungen, und ich nahm keinen Anstand, mir ein Patent ertheilen zu lassen.Dasselbe ist im polyt. Journal Bd. LXXVIII. S. 213 mitgetheilt.A. d. R. Es ergaben sich in der Wirklichkeit Resultate, welche ich nie berechnet noch erwartet hatte. Ich baute in Erfüllung eines mir gegebenen Auftrags nach dem Princip meines Patentes einen Apparat, welcher 40 Gallons Wasser in einer Minute 42 Fuß hoch heben sollte. Er wurde in den Werken der Hrn. Milne und Travis zu Shaw bei Manchester errichtet. Der Ventilator, welcher die Luft in Bewegung sezte, hielt 3 Fuß im Durchmesser, war 1 Fuß breit und machte ungefähr 900 Umdrehungen in einer Minute. Anstatt 40 Gallons 42 Fuß hoch zu heben, hob er 130 Gallons in einer Minute 120 Fuß hoch. „Dieser Erfolg, welcher rüksichtlich des Kraftaufwandes so bedeutend meine Erwartungen überstieg, versezte meinen Geist eine Zeit lang in eine gewisse Unruhe; denn er schien aus einem den Praktikern kaum bekannten Naturgeseze entsprungen zu seyn. Ich kann mich indessen hier in keine Details einlassen. Es genügt, zu bemerken daß die Geschwindigkeit des von dem Ventilator zu Shaw aufwärts erregten Luftstroms 116 Fuß in einer Secunde war, eine Geschwindigkeit, welche, wie ich glaube, beim Heben schwerer Lasten noch nie erreicht wurde.“ Hrn. Adcock's Erfindung ist in der unter der Verwaltung des Hrn. Robert Daglish stehenden Pemberton Kohlengrube (Wigan) praktisch ausgeführt. Die Grube ist 100 Yards tief und Hr. Adcock hat sich anheischig gemacht, 240 bis 300 Gallons Wasser per Minute aus dieser Tiefe herauszufördern. Einem vorläufig angestellten Versuche nach scheint der Erfolg außer Zweifel.