LXIII. Beschreibung eines von dem Civilingenieur J. Scott Russell erfundenen Salinometers, welcher das specifische Gewicht des in den Schiffsdampfkesseln enthaltenen Salzwassers anzeigt. Aus dem Edinburgh new philosophical Journal. April 1843, S. 278. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Russell's Salinometer. Welche Unannehmlichkeiten mit der Entwiklung des Dampfes aus Salzwasser verbunden sind, hat man bei der Dampfschifffahrt sehr frühzeitig erfahren. Als im Jahr 1812 der Komet unterhalb Port-Glasgow landete, zeigte es sich daß der Kessel überwallte oder „überschnappte“ wie die Ingenieure es nennen, wenn ein Theil des Wassers so heftig mit dem Dampfe in die Höhe geschleudert wird, daß es zum Ruin der Maschine in die Cylinder gelangt. Die Ursache dieser Erscheinung ist die Eindikung des Wassers, indem sein specifisches Gewicht durch das Zurükbleiben der festen Substanzen welche einen Bestandtheil des Seewassers bilden, vermehrt wird. Diese Substanzen häufen sich allmählich in dem Dampfkessel an, während der frische Theil des Wassers in Dampfgestalt entweicht. Dieser Anhäufungsproceß der festen Substanz in dem Dampfkessel geht keineswegs langsam vor sich. Die ganze Wassermenge, die ein Schiffsdampfkessel gewöhnlich enthält, ist in 3–4 Stunden mit Zurüklassung der festen Substanzen verdampft, und wird durch Salzwasser mit einer gleichen Quantität Ablagerungsstoff ersezt, der sich eben so rasch wie vorher anhäuft. Da nun die festen Stoffe bekanntlich 1/40 der ganzen Wassermasse sind, so würde, wenn das aufwallende Sieden 150 Stunden fortgesezt werden könnte, in dem Dampfkessel eine Quantität fester Stoffe gleich der in dem ganzen Kesselraume enthaltenen Wassermasse abgelagert werden. Lange jedoch bevor ein solcher Grad der Verdikung stattfinden kann, zeigen sich Uebelstände verschiedener Art, welche den Functionen des Dampfkessels ein Ende sezen. Die zurükbleibenden festen Theile des Salzwassers verbreiten sich nicht gleichförmig über die ganze flüssige Masse, sondern das neu eingepumpte Seewasser bleibt bei seinem Eintritt in den Kessel von der früheren gesättigteren Sole getrennt, steigt wegen seines geringeren specifischen Gewichtes in die obere Schichte, während die schwerere Sole in dem unteren Theile des Kessels gelagert bleibt und die Feuerkammer so wie die Heizcanäle umgibt. Die intensive Hize des Metalles trennt das Wasser von dem Salze an den heißesten Stellen sehr rasch und das an diesen so wie auch an den weniger erhizten Stellen sich ablagernde Salz vermindert nicht nur das Verdampfungsvermögen des Dampfkessels, sondern wirkt auch schädlich und gefahrbringend auf die innere Structur des Dampfkessels. Diesem Uebelstande abzuhelfen wurden frühzeitig die geeigneten Mittel erfunden. Ich konnte indessen nicht den Erfinder des unter der Bezeichnung „Niederblasen“ oder „Ausblasen“ bekannten Reinigungsprocesses ausfindig machen. Dieses ziemlich allgemeine Verfahren ist folgendes. Bei jedem Hube wird in den Kessel etwas mehr Wasser eingepumpt, als zur Dampfentwiklung nöthig ist, so daß der Kessel zu voll würde. Nun entstehen aber am Boden des Kessels plözlich Oeffnungen, zu denen das daselbst befindliche Salzwasser nebst den in der Nähe des Kesselbodens sich ablagernden festen Substanzen gewaltsam hinausgeworfen wird. Auf diese Weise geht die Reinigung des Kessels vor sich; ehe nun der Wasserspiegel zu tief sinkt, schließen sich die Oeffnungen wieder und die Speisung des Kessels nimmt wie oben ihren Fortgang. Ein anderes sehr allgemein eingeführtes Hülfsmittel ist die Salzwasserpumpe, durch welche auf jede in den Kessel gepumpte Portion Wasser ungefähr ¼ dieser Quantität an Salzwasser abgezogen wird. Durch diese Procedur werden zwar nicht alle Unreinigkeiten so vollständig weggeschafft, wie bei der vorhergehenden, allein sie ist mit Brennmaterialersparniß verbunden, indem eine besondere Vorrichtung dem in den Kessel gepumpten Speisungswasser einen Theil der Wärme des abgezogenen Salzwassers mittheilt. Die Einführung dieses Verfahrens verdanken wir den HHrn. Maudslay und Field in London. Auf welche Weise auch der Sättigung des Wassers mit festen Substanzen vorgebeugt werden mag, so ist es doch zur Erreichung dieses Zwekes wesentlich, einen einfachen Apparat zu besizen, welcher anzeigt, wenn der Reinigungsproceß nöthig ist, und ob er mit Erfolg vor sich geht. Es wurde auf eine Vorrichtung ein Patent genommen, welche zwar Gutes zu leisten versprach, allein beim häufigen Gebrauch leicht in Unordnung kam. Eine Kugel von größerem specifischem Gewichte als das Salzwasser stand nämlich mit einem Zeiger in Verbindung, welcher an der Außenseite des Dampfkessels anzeigte, wenn das Salzwasser den zum Schwimmen der Kugel hinreichenden Sättigungsgrad erreicht hatte. Einer andern Methode zufolge brachte man in das gläserne Visir des Dampfkessels ein gläsernes Hydrometerkügelchen, welches bei einem gewissen Sättigungsgrade des Meerwassers ins Schwimmen kam und beim normalen Zustande des Kessels zu Boden sank. Diese Methode ermangelt jedoch durchaus aller Genauigkeit; denn das Salzwasser, dessen specifisches Gewicht wir angezeigt wünschen, ist in der unteren Schichte enthalten, nicht in der oberen, wo das gewöhnliche gläserne Visir angeordnet ist, und ehe irgend eine Veränderung angezeigt würde, könnte ein Unheil eintreten, welches nicht wieder gut zu machen wäre. Ich habe neuerdings an einigen großen für transatlantische Fahrten bestimmten Schiffen eine Art Salzwasservisir angebracht, welches sich als sehr vortheilhaft erwiesen hat. Der Apparat gründet sich auf das wohlbekannte Gesez: daß die Höhen im Gleichgewichte befindlicher Flüssigkeiten sich umgekehrt wie ihre Dichtigkeiten oder specifischen Gewichte verhalten. Ich nehme eine offene in Gestalt des Buchstabens U umgebogene Glasröhre Fig. 33, gieße eine Flüssigkeit in den einen und eine andere Flüssigkeit in den andern Schenkel (die schwerere vor der andern); ist die eine Queksilber und die andere Wasser, so balanciren sie in Höhen von beziehungsweise 1 und 13 Zollen mit einander. Nehme ich Alkohol und Wasser Fig. 34, so halten sie einander in Höhen von beziehungsweise 10 und 8 Zollen das Gleichgewicht. Immer ist die Höhe der einen Flüssigkeit in dem Verhältniß größer als die der andern, in welchem ihr specifisches Gewicht geringer ist. Auf ähnliche Weise balanciren frisches Wasser und Salzwasser bei Höhen von 40 und 41 Zoll. Die Anwendung welche ich von diesem Principe mache, ist nun folgende. Seewasser enthält 1/40 salzige Substanz. Wenn das Wasser so weit verdampft ist, daß auf dieselbe Quantität salzigen Stoffes nur noch die halbe Quantität des destillirten Wassers kommt, so nenne ich dieses zwei Grade Salz, oder Salzwasser von der Stärke 2; solches Salzwasser würde in Fig. 35 die Säulen von 40 und 42 Zoll Höhe veranlassen, d. h. mittelst einer Differenz von 2 Zollen die doppelte Salzhaltigkeit des Seewassers anzeigen. Eine weitere Sättigung würde durch eine Höhendifferenz der Säulen von 3, 4, 5 und 6 Zollen eine dreifache, vierfache, fünffache und sechsfache Salzhaltigkeit anzeigen. Eine solche Scale, deren Zolle noch in beliebig kleine Unterabtheilungen getheilt werden können, ist es welche ich bei den Schiffsdampfkesseln eingeführt habe. Der mechanische Apparat, welchen ich zur Erreichung des in Rede stehenden Zwekes in Anwendung gebracht habe, ist äußerst einfach und so beschaffen, daß ihn der Ingenieur bereits vollkommen versteht. Ich bringe an dem Dampfkessel zwei gläserne Wasservisirröhren anstatt der einen gebräuchlichen an. Dieses Paar leistet die Dienste des gewöhnlichen Wasservisirstabes und besizt den besondern Vortheil, daß, wenn eine der Röhren zerbrechen sollte, die andere sogleich als Ersaz bei der Hand ist. An diese Visirröhren befestige ich einfach zwei kupferne Röhren, von denen die eine mit dem in dem unteren Theile des Kessels befindlichen concentrirteren Salzwasser, die andere mit dem Speisungswasser in Communication steht; die erstere enthält demnach Salzwasser, die leztere reines Seewasser und jeder Zoll Differenz gibt den Grad der Sättigung an. Der Ingenieur wird bei einiger Erfahrung auch ohne Scale erkennen, welcher Höhenunterschied beider Flüssigkeitssäulen in Zollen zulässig ist, und bei welchem Höhenunterschiede die Sole abgelassen werden muß. Indessen ist es immerhin bequem und rathsam, eine Scale beizufügen. Der praktische Umfang der Scale für einen gewöhnlichen Dampfkessel erstrekt sich auf 6–10 Zoll, eine zur leichten Beobachtung hinreichend große Differenz. Die Regel beim Gebrauch des Instrumentes ist ungefähr die: man seze das Ausblasen so lange fort, bis der Höhenunterschied weniges mehr als l Zoll beträgt, dann braucht man nicht eher wieder auszublasen, als bis der Unterschied mindestens 6 Zoll beträgt. Dicht neben einander sind zwei gläserne Visirröhren angeordnet, von denen jede mit einer separaten Röhre in Verbindung steht; diese geht im Innern des Kessels bis auf das Niveau des Wassers, dessen specifisches Gewicht gemessen werden soll, hinab; die eine dieser Röhren oder beide sind mit der Speisungsröhre dergestalt in Verbindung, daß beim Oeffnen eines Hahnes die eine mit Speisungswasser sich füllt, während die andere mit der Sole gefüllt bleibt. Wird nun der Hahn abgesperrt, so bleiben die Röhren so gefüllt. Da nun das specifische Gewicht des Speisungswassers geringer ist, als des durch Verdampfung bereits concentrirteren Wassers im Kessel, so wird das erstere von dem lezteren in die Höhe gedrängt. Der mit der Concentration zunehmende Unterschied der Höhen beider Flüssigkeiten dient als Maßstab zur Beurtheilung der Salzhaltigkeit. A, BFig. 36–39 sind die beiden gläsernen Visirröhren; C eine von den Röhren, welche die eine dieser Visirröhren mit ihrer an der inneren Seite des Dampfkessels sich abwärts erstrekenden Röhre D in Verbindung sezt; E diejenige Röhre, welche die oberen Enden dieser Röhren mit dem Innern des Dampfkessels verbindet; F, G, zwei Hähne, mit deren Hülfe jede der im Innern des Kessels befindlichen Röhren von den Glasröhren abgesperrt und mit der aus der Speisungspumpe des Kessels hergeleiteten Röhre H in Verbindung gesezt werden kann. Der Hahn J gibt das Mittel an die Hand, die Röhre E von den Glasröhren abzusperren und die eine oder die andere dieser Glasröhren mit der nach dem Schiffsraum (bilge) führenden Röhre K in Verbindung zu bringen. Alle drei Hähne sind mit Handgriffen versehen, welche, wenn das Instrument in Wirksamkeit ist, senkrecht herabhängen. Um aber das Instrument in Wirksamkeit zu sezen, müssen zuerst die 3 Handgriffe in die Lage gebracht werden, um dem Salzwasser zu gestatten, die Glasröhre A hinauf und durch die Röhre K hinaus in den Schiffsraum zu fließen. Diese Stellung der Hähne wird so lange beibehalten, bis die Glasröhre A und ihre Rohre im Innern des Kessels vollständig gereinigt und mit Sole gefüllt sind; dann bringt man die Handgriffe in die Lage , wodurch auf ähnliche Weise B und ihre Röhre im Innern des Kessels gefüllt wird. Endlich bringe man den Handgriff des oberen Hahns wieder in seine ursprüngliche Lage und stelle die beiden unteren Handgriffe horizontal, wodurch die Speisungsröhre mit einer der Röhren im Dampfkessel in Verbindung gesezt und diese Röhre mit Wasser gefüllt wird. Auf diese Weise stehen in den beiden Röhren im Innern des Kessels zwei Wassersäulen von verschiedenem specifischem Gewichte, nämlich die concentrirtere Sole, deren specifisches Gewicht gemessen werden soll, und das Speisungswasser, dessen specifisches Gewicht, so lange die Temperatur der Condensation sich gleich bleibt, sehr nahe constant ist. Da nun das specifische Gewicht dieser Wassersäulen verschieden ist, so müssen auch ihre Höhen in beiden Glasröhren verschieden seyn; die Größe dieses Unterschiedes und mithin auch der Sättigungsgrad der Sole wird durch die zwischen den Glasröhren befestigte Scale angezeigt. Die Anwendung dieses Instrumentes, dem der Name Salinometer beigelegt werden mag, beschränkt sich nicht auf diesen einen Zwek, sondern es entspricht überhaupt allen Zweken der gewöhnlichen gläsernen Visirröhre, indem das Wasserniveau im Kessel in der Mitte zwischen den beiden Wasseroberflächen in den Röhren liegt. Wenn eine oder beide Glasröhren zerbrechen sollten, so gebe man den Handgriffen diese Lage , bei welcher aus dem Dampfkessel nichts entweichen kann.