III. Ueber eine Locomotivkessel-Explosion; von Hrn. Professor Adam Burg in Wien. Aus den Verhandl. des niederösterreichischen Gewerb-Vereins, 1849, 15tes Heft. Burg, über eine Locomotivkessel-Explosion. Die am 27. Juli 1849 auf der Kaiser Ferdinands-Nordbahn Statt gehabte Kessel-Explosion der Locomotive „Jason“ steht hinsichtlich ihrer Heftigkeit unter allen auf dem Continente bisher vorgekommenen oder wenigstens bekannt gewordenen Locomotiv-Explosionen obenan. Diese Maschine, welche nicht viel über zwei Jahre im Gebrauche war, wurde an diesem Tage zur Beförderung eines Lastentrains benützt, und sie hatte etwa eine halbe Stunde früher die Station Hullein mit einer Bruttolast von 4500 Centnern verlassen, als zwischen dieser und der Station Napagedl der Unglücksfall eintrat. Bei dieser Explosion verloren leider der Locomotivführer, zwei Heizer und der Tenderwächter, welcher noch mehrere Stunden lebte und einige Aussagen machen konnte, das Leben. Der aus guten steierischen, in dem k. k. Neuberger Gewerke erzeugten Eisenblechen hergestellte Kessel wurde in vier Stücke derart zerrissen, daß sich einige Theile davon förmlich aufrollten und 60 bis 70 Klafter weit weggeschleudert wurden. Dasselbe geschah mit der eisernen Hülle des kupfernen Feuerkastens, welcher selbst, obschon aus beinahe 3/4zölligen Kupferplatten hergestellt, auf drei Seiten aufgerissen und an der Decke, ungeachtet der damit verbundenen, beinahe drei Zoll hohen eisernen Tragstangen, bedeutend eingebogen wurde. Die kupferne Röhrenwand des Feuerkastens war abgebrochen und ebenfalls theilweise aufgerollt, die Kuppel abgerissen und weggeschleudert, sowie selbst die Schraube, welche den Bleinagel enthielt und bei zu niederem Wasserstande schmelzen, also diese Katastrophe verhüten sollte, aus ihrem Gewinde herausgerissen, so daß nicht ermittelt werden konnte, ob dieser Nagel wirklich geschmolzen sey oder nicht. Man kann sich von der außerordentlichen Stärke dieser Explosion einen Begriff machen, wenn man erfährt, daß durch die Wirkung, welche nach der Längenrichtung der Maschine Statt fand, die beiden Kolbenstangen abgerissen, – durch jene, welche sich in der senkrechten Richtung darauf, nämlich nach der Breite der Maschine, bemerkbar machte, von den beiden fünf Fuß hohen und über zehn Centner schweren Treibrädern das eine von der Achse abgezogen und nach rechts, das andere dagegen sammt der bei vier Centner schweren, sechs Zoll starken Achse gegen fünfzehn Klafter rückwärts nach der linken Seite fortgeschleudert und dadurch die Bahn selbst auf zwei Schienenlängen zerstört wurde. Außerdem war diese Explosion von einem so heftigen Knalle begleitet, daß dieser notorisch über eine halbe Meile weit noch sehr deutlich gehört wurde. Als weitere Folge dieses Unfalles muß noch erwähnt werden, daß der Tender über den Damm hinabgestürzt war, und von den 41 Wägen welche beladen den Lasttrain bildeten, sechzehn völlig zertrümmert wurden. Aus den Aussagen jener Sachverständigen, welche den Thatbestand theils unmittelbar nach diesem Unglücksfalle an Ort und Stelle, theils bald darauf erhoben, geht hervor, daß keine der messingnen Feuerröhren geschmolzen war; daß sie aber alle, von der obersten bis zur untersten, eine röthlichblaue Farbe zeigten, so als ob im Kessel eine sehr hohe Temperatur vorhanden gewesen wäre. Die Decke des Feuerkastens zeigte jene Farbe, welche durch das Ausglühen entsteht, so wie sich endlich aus dem Umstande, daß in der Heizthüröffnung noch ein nicht ausgebranntes Scheit Holz eingeklemmt war, schließen läßt, daß die Explosion im Augenblicke des Nachheizens Statt fand. So viel über die Wirkung einer während der Fahrt Statt gefundenen Locomotivkessel Explosion, welche als erstes derartiges Beispiel auf den österreichischen Eisenbahnen vorkommt; denn von den beiden kleineren auf der Wien-Gloggnitzer Bahn vorgefallenen Explosionen fand die eine im Heizhause, die andere an einer Reserve-Maschine, ebenfalls während des Stillstandes, Statt. Was nun weiters die Ursache dieses traurigen Ereignisses anbelangt, so läßt sich dieselbe ungeachtet aller möglichen Untersuchungen und Erhebungen nur vermuthen, und keineswegs mit voller Sicherheit angeben. So viel scheint jedoch gewiß, daß ein Theil des Feuerkastens, und zwar namentlich die obere Decke desselben, sammt den quer überliegenden eisernen Tragstangen, glühend geworden und darauf mit Wasser in Berührung gekommen sey, wodurch sich plötzlich eine große Masse außerordentlich hochgespannter Dämpfe entwickeln, und da für solche ganz abnorme Fälle die Sicherheits-Ventile keinen Schutz gewähren, die hier in Rede stehende Explosion ganz leicht bewirkt werden konnte. Es herrscht noch häufig die Ansicht, als könnte in einem solchen Falle durch das Glühendwerden des Eisens, also bei gewöhnlichen Dampfkesseln des Kessels selbst, und bei Locomotiven der oben erwähnten eisernen Tragstangen, eine Wasserzersetzung eintreten, und das sich entwickelnde Wasserstoffgas mit atmosphärischer Luft, welche im Kessel vorhanden seyn kann, zu Knallgas verbinden, durch dessen Entzündung an noch glühenden Theile der Metallfläche, oder sogar durch einen elektrischen Funken, sofort die heftigsten und furchtbarsten Explosionen entstehen müßten. Allein wenn man auch die Möglichkeit zugeben wird, daß ein Theil des vorhandenen Eisens glühend werden und zugleich auch atmosphärische Luft im Kessel vorhanden seyn kann, indem die Luft, welche sich in jedem Speisewasser vorfindet, durch das Sieden im Kessel frei wird, und außerdem auch die Pumpen unter gewissen Umständen Luft ziehen können: so muß doch Jeder, welcher sich mit der Zersetzung des Wassers auf diesem Wege beschäftigt hat, die Möglichkeit der Knallgasbildung in einem Dampfkessel schon deßhalb bezweifeln, weil zum Gelingen dieses chemischen Processes in dem Laboratorium nicht nur dünnerer, sondern auch vollkommen reiner Eisendraht erforderlich ist, während bei Dampfkesseln, und namentlich jenen der Locomotive, die Wasserzersetzung mittelst großer Eisenmassen vor sich gehen müßte, welche nichts weniger als rein oder blank, sondern, wenn nicht schon oxydirt, zum wenigsten mit Schmutz oder mit Wasserstein belegt sind. Für noch unwahrscheinlicher, ja für ganz unmöglich halten jene Chemiker, welche mit Knallgas manipulirt haben, die Entzündung desselben in einem mit Wasserdampf gemischten Zustande. Aus diesen und noch anderen Gründen schließe ich mich der Meinung jener Gelehrten, welche diese Hypothese der Knallgasbildung und Explosion durch Entzündung desselben im Kessel für ganz unhaltbar erklären, um so mehr an, als sich leicht nachweisen läßt, daß eine plötzliche Dampfentwicklung mit außerordentlich gesteigerter Expansivkraft, wie sie durch die Berührung des Wassers mit einer glühenden oder selbst nur überhitzten Metallstäche eintreten kann, jede und selbst die heftigste Dampfkessel-Explosion zu bewirken im Stande ist. Nimmt man, um auf die hier in Rede stehende Explosion zurückzukommen, auch als entschieden an, daß, wie es den Anschein hat, die sämmtlichen Feuerröhren noch mit Wasser umgeben waren, so kann man dennoch mit großer Wahrscheinlichkeit zugeben, daß von dem Feuerkasten eine Metallmasse, wozu namentlich die gegen 350 Pfund schweren eisernen Quer- oder Tragstangen zu rechnen sind, glühend geworden, die etwa den zehnten Theil von dem Gewichte der gesammten Feuerfläche (welche beiläufig 740 Quadratfuß betrug) ausmacht. Wird ferner die Temperatur dieser glühenden Metallmasse zu 1000° C. (als Temperatur des hellen Kirschrothglühens) angenommen, so gibt die Rechnung das überraschende Resultat, daß sich durch die Berührung des im Kessel befindlichen und auf 160° C. (als Temperatur, welche einer Dampfspannung von sechs Atmosphären, der normalen des Kessels, entspricht) erhitzt gewesenen Wassers mit diesem glühenden Theile des Kessels beinahe augenblicklich – nachdem nämlich wieder eine Abkühlung bis zu einem gewissen Grade vorausgegangen – Dämpfe von 95 Atmosphären Spannung entwickeln mußten. Wenn man nun bedenkt, daß der Kessel dieser Lastmaschine für eine Dampfspannung von sechs Atmosphären probirt und die beiden Sicherheits-Ventile für diese Spannung belastet waren, so läßt sich bei einer plötzlichen Steigerung der Expansivkraft des Dampfes von 6 auf 95 Atmosphären, was durch die Sicherheits-Ventile durchaus nicht verhindert werden kann, die oben angeführte Explosion mit allen ihren verheerenden Wirkungen leicht begreifen. Führt man die Rechnung noch für einige andere Werthe der als glühend angenommenen Feuerfläche durch, so findet man z.B., wenn man statt des zehnten Theiles nur den fünfzigsten Theil annimmt, wozu nach der vorhandenen Dicke der Kupferplatten kaum etwas mehr als drei Quadratfuß Fläche des Feuerkastens erforderlich sind, daß die Dampfspannung immer noch von 6 plötzlich auf 24 Atmosphären steigt, wodurch immer schon eine Kessel-Explosion möglich wird. Außerdem kommt, sobald einmal die Explosion eingetreten, noch die Wirkung jenes Dampfes in Anschlag, welcher sich aus dem heißen Wasser von 160°, nachdem der Druck auf dasselbe aufgehört, gleichsam freiwillig entwickelt, indem das Wasser alle über 100 Grad gehende Wärme zur Bildung dieses Dampfes, welcher nur Eine Atmosphäre Spannung annimmt und im vorliegenden Falle mehr als 10,000 Kubikfuß beträgt, abgibt. Schließlich entstehet noch die wichtige Frage, auf welche Weise ein Theil der Feuerfläche glühend geworden seyn konnte? Die Antwort auf diese Frage, die für die Anwendung und Benützung aller Dampfkessel ohne Ausnahme von dem größten Gewichte ist, kann wohl nur eine zweifache seyn: entweder ist der Wasserspiegel unter die Feuerlinie herabgesunken, was dem Locomotivführer durch die Verstellung des oberen Hahnes am Wasserstandsglase, welcher die Communication zwischen dem Glasrohr und dem oberen, d. i. dem Dampfraume des Kessels, herstellt, oder auch durch ein zufälliges Verstopfen dieser Communications-Oeffnung, entgangen seyn konnte, oder es war ein Theil der Kesselfläche mit Wasserstein so belegt und incrustirt, daß das anliegende Wasser diesen Theil der Wand nicht mehr gehörig abkühlen und gegen das Glühendwerden schützen konnte. Natürlich mußte, um hierauf eine Berührung des Wassers mit der glühenden Kesselfläche, und dadurch die Explosion herbeizuführen, im ersten Falle frisches Wasser nachgepumpt werden, und im letzteren Falle diese steinartige Kruste aus irgend einer Veranlassung abspringen. Man mag nun aber die eine oder die andere dieser beiden Annahmen für die wahrscheinlichere halten, so wird durch dieses hier erwähnte traurige Ereigniß abermals die höchst wichtige, über jeden Dampfkessel mit Lapidarschrift zu schreibende Lehre ausgesprochen: erstens durch wiederholtes rechtzeitiges Ausputzen des Kessels dafür zu sorgen, daß sich kein Wasser- oder Kesselstein anlege, und zweitens mit allen Mitteln und Vorsichten dahin zu wirken, daß der Wasserstand im Kessel niemals zu tief herabsinke, sondern der Wasserspiegel beständig um beiläufig vier Zoll über der Feuerlinie stehen bleibe, oder sich von dieser Höhe nur wenig entferne; im Falle aber dieser gefahrdrohende Uebelstand aus irgend einer Ursache dennoch eingetreten und dadurch ein Theil der Kesselwand glühend geworden seyn sollte, durchaus und um keinen Preis früher Wasser nachzufüllen, bis nicht der Kessel wieder gehörig abgekühlt ist, wozu als wirksamstes und sicherstes Mittel das also gleiche Herausreißen des Feuers aus dem Heizraume angezeigt ist. Da die Verhütung der Bildung von Wasser- oder Kesselstein mit zu den besonderen Vorsichten bei Dampfkesseln gehört, so ist es wohl kein Wunder, wenn in dieser Beziehung die mannichfaltigsten und mitunter auch abenteuerlichsten Vorschläge gemacht worden sind. Unter allen zur Verhütung der Bildung von Wasserstein in den Dampfkesseln angepriesenen und versuchten Mitteln hatte sich bisher das Hineinwerfen von Kartoffeln, oder auch das Hineinhängen von mit Kleien gefüllten Säckchen in den Kessel, um dem Kesselwasser eine gewisse Klebrigkeit zu verschaffen, wodurch die sich ausscheidenden Salztheilchen (größtentheils kohlen- und schwefelsaurer Kalk) in der Flüssigkeit suspendirt oder schwebend erhalten und immer nach einer gewissen Zahl sammt dem Wasser ausgegossen oder entfernt werden können, als das wirksamste und unschädlichste erwiesen, während die Beimengung von sehr fein zertheilter Thonerde, wovon vor einigen Jahren so viel Wesens gemacht wurde, schon deßhalb verworfen werden muß, weil sich diese Thonerde nach und nach durch die ganze Maschine zieht, die Klappen und Ventile belegt, und selbst die Kolben und Cylinder angreift. Nach den neuesten Erfahrungen, welche in Frankreich gemacht wurden, besitzen die zuckerstoffhaltigen Substanzen in hohem Grade die Eigenschaft, das Anlegen der aus dem Speisewasser durch das Kochen oder Sieden sich ausscheidenden Salze an die Kesselwände zu verhindern; man braucht in einen Dampfkessel von 17 1/2 Fuß Länge und 3 1/2 Fuß Durchmesser, worin täglich 15 bis 18 Hektoliter Wasser verdampft werden, nur 5 Kil. Cassonade- oder Melassenzucker zu geben, um die Bildung von Wasserstein zu verhüten; das Reinigen geschieht dann nur alle zwei Monate, und besteht bloß im Ausleeren des noch vorhandenen Wassers, worauf der Kessel wieder frisch gefüllt und abermals mit 5 Kil. solchen Zuckers versehen wird.Dieses Mittel gegen die Inkrustation der Dampfkessel wurde aus der Abhandlung des Verfassers bereits im polytechn. Journal Bd. CXIV S. 236 mitgetheilt. Auf den Antrag des Verfassers hat sich die Abtheilung des niederösterreichischen Gewerbevereins für Mechanik mit diesem wichtigen Gegenstande beschäftigt und in der Zeitschrift des Vereines, 1849 Nr. 10, über das Resultat der Versuche mit einem Dampfkessel der k. k. Münze berichtet. Das Speisewasser der k. k. Münze enthält einen so großen Antheil an incrustirbaren Erdarten, daß sich ungeachtet sorgfältiger Reinigung und des öfteren Wasserwechsels, nicht nur der Dampfkessel und die Röhren, sondern selbst der Condensator, die Luftpumpe und die Warmwassercisterne auf eine ungewöhnliche Weise incrustirten, und bisher alle angewandten Schutzmittel, als Thon, Gerberlohe, Kartoffeln, Blechabschnitzel und Salmiakwasser (das im polytechnischen Journal Bd. CX. S. 315 und Bd. CXII S. 155 mitgetheilte Verfahren von Cavé wird nicht erwähnt) durchaus keinen genügenden Erfolg hatten. Man setzte dem Wasser im Kessel von 20 Pferdekräften 20 Pfd. Kartoffelsyrup zu, und nachdem 8 Tage und Nächte gearbeitet worden war, sah man nach; der Kessel wurde nun vollkommen rein befunden, von da an belegte er sich aber allmählich mit einer Kruste, die in 14 Tagen auf mehr als 2 Linien anwuchs und wieder auf gewöhnliche Weise durch Ausstemmen weggeschafft werden mußte. Auffallenderweise fand man bei Untersuchung der Dampfmaschine selbst, daß sowohl im Condensator, als der Luftpumpe und der Warmwassereisterne, sich mehrere Incrustationen abgelöst hatten, welche am Boden dieser Höhlungen zerbröckelt gefunden wurden.Nachdem der Dampfkessel gereinigt und wieder gefüllt war, wurden dem Kesselwasser wie früher 20 Pfd. Kartoffelsyrup beigemischt, nach 8 Tagen abermals 10 Pfd. und den 10. Tag wieder 6 Pfd. zugesetzt, und auf solche Weise das durch den Dampf fortgerissene Lösungsmedium nach und nach ersetzt, so daß der Dampfkessel, nachdem derselbe durch 14 Tage und Nächte = 336 Stunden ununterbrochen gearbeitet hatte, nach der genauen Untersuchung vollkommen rein gefunden, und die Erdarten in einer gelösten Trübe als Schlamm abgelassen wurden, auf welche Weise nun seit zwei Monaten mit gleichem Erfolge fortgefahren wird. – Die beständige Reinhaltung der Kesselflächen von dem Ansatze eines schlechten Wärmeleiters bietet nicht bloß die Ersparung der lästigen Arbeit des Ausstemmens, sondern auch noch die wesentlichen Vortheile einer längeren Dauer der Dampfkessel, eine wesentliche Bürgschaft gegen die Explosionsgefahr, und wegen der beseitigten Kruste, auch eine intensivere Einwirkung des Feuers auf die Verdampfung, in solchem Grade, daß bei einem Dampfkessel von 20 Pferdekräften, wobei früher in 14 Tagen und Nächten 64 Klafter welches Brennholz gebraucht wurden, nunmehr 62 Klafter denselben Nutzeffect hervorbringen.