XVI. Maschine zur Erzeugung von Triebkraft vermittelst der Ausdehnung atmosphärischer Luft durch die Wärme; patentirt für Edward Dünn in London, am 26. Dec. 1850. Aus dem London Journal of arts, Sept. 1851, S. 253. Mit Abbildungen auf Tab. II. Dunn's Maschine zur Erzeugung von Triebkraft vermittelst der Ausdehnung atmosphärischer Luft durch die Wärme. Bei dieser Maschine (welche sich in der amerikanischen Abtheilung der Londoner Industrie-Ausstellung befand) wird der Wärmestoff, nachdem er seine ausdehnende Wirkung vollbracht hat, an metallische Substanzen übertragen, und von diesen in gewissen Intervallen oder nach jedem Hub der Maschine wieder nach dem wirkenden Medium zurückgeleitet; die hauptsächliche Zuführung des Wärmestoffs ist dabei von der Consumtion des Brennmaterials unabhängig. Demgemäß wird, während bei der Dampfmaschine der Wärmestoff in dem Condensator beständig verloren geht oder in der Atmosphäre sich verliert, bei vorliegender Maschine der Wärmestoff immer wieder von neuem benützt. Der Patentträger braucht daher die Brennmaterialien nur dazu, den durch die Expansion des wirksamen Mediums und durch Strahlung veranlaßten so wie den kleinen bei der Uebertragung der Wärme unvermeidlichen Wärmeverlust wieder zu ersetzen. Die Figuren 28 und 29 sind Längendurchschnitte zweier Anordnungen der Maschine, welche in allen wesentlichen Punkten übereinstimmen, und nur in einigen Details differiren; Fig. 30 ist ein Horizontaldurchschnitt von Fig. 29. A und B sind zwei Cylinder von ungleichem Durchmesser, welche mit Kolben a und b versehen sind. A wird der Füllungscylinder (supply-cylinder) und B der Arbeitscylinder (working-cylinder) genannt. a' ist die an den Kolben a befestigte Kolbenstange, C ein Cylinder mit sphärischem Boden, welcher an den Arbeitscylinder befestigt ist und der Expansionsheizer genannt wird; D, D sind Stangen, welche die Kolben a und b mit einander verbinden. E ist ein selbstthätiges Ventil, das sich in den Füllungscylinder, F ein ähnliches Ventil, das sich nach außen öffnet. Letzteres befindet sich in der Ventilbüchse c, welche durch eine Röhre mit einem cylindrischen Recipient G verbunden ist. H ist ein cylindrisches Gefäß mit einem umgekehrten sphärischen Boden, der Heizer genannt; I ein conisches Ventil, welches in einer Kammer wirkt, die eine Communication zwischen dem Expansionsheizer C und dem Heizer H bildet; K ein anderes in der Ventilkammer e befindliches Kegelventil. L und M sind zwei parallelepipedische Gefäße, die sogenannten Regeneratoren, welche mit Drahtgeweben ganz durchzogen sind; f, f, g, g Röhren, welche eine directe Communication zwischen dem Recipient G und dem Heizer H durch die Regeneratoren darbieten. N, N sind zwei gewöhnliche Schieberventile, welche dazu dienen, abwechselnd die Communication zwischen den Röhren f, f, g, g und den Exhaustionskammern O und P herzustellen; eine Röhre h setzt die Ventilkammer e mit der Exhaustionskammer P in Verbindung; die Röhre i führt aus der Exhaustionskammer O: Q ist eine mit einem Hahn versehene Röhre, welche in den Recipient G führt; R, R Feuerstellen zum Heizen der Kessel H und C: l, l Feuerkanäle, die sich bei l¹ endigen. S ist ein cylindrischer an den Kolben b befestigter Behälter mit einem gewölbten Boden, welcher dem Boden des Expansionsbehälters C entspricht. Dieser Behälter S wird unten mit feuerfestem Thon und nach oben zu mit Asche oder einem andern schlechten Wärmeleiter gefüllt; sein Zweck ist, jede intensive und schädliche Hitze von dem Kolben b und dem Cylinder B abzuhalten. T, T ist das die Feuerstellen und Heizer umgebende feuerfeste Gemäuer. In den Figuren 29 und 30 sind zur Bezeichnung der entsprechenden Theile gleiche Buchstaben gewählt. Hiezu kommen noch folgende Theile. U ist eine in Lagern m liegende schwingende Welle; n ein von der Mitte dieser Welle abstehender Arm, welcher durch ein Gelenk o mit dem Kolben b verbunden ist. Ein anderer an dem äußersten Ende der Welle U befindlicher Arm V steht durch eine Stange W mit einer an der Welle Y befestigten Kurbel X in Verbindung. Z stellt den Umfang eines Schwungrades vor. Ehe wir die Wirkungsweise der Maschine beschreiben, bemerken wir, daß die Kolbenstange a¹ nur den Ueberschuß der wirkenden Kraft des Kolbens b über die rückwirkende Kraft des Kolbens a aufnimmt und transmittirt. Dieser Kraftüberschuß kann durch die gewöhnlichen Hülfsmittel, z.B. Gelenke, Lenkstangen und Kurbeln, dem Mechanismus mitgetheilt oder auch direct auf Pumpwerke oder Gebläse übertragen werden. Die conischen Ventile K und I können durch gewöhnliche Hülfsmittel, z.B. durch excentrische Scheiben, in Wirksamkeit gesetzt werden, nur muß die Anordnung so getroffen seyn, daß das Ventil K in dem Augenblick sich zu öffnen beginnt, wo der Kolben seinen Aufgang vollendet, und sich schließt, wenn der Kolben seinen Niedergang vollendet, während das Ventil I die entgegengesetzte Bewegung macht. Auf ähnliche Weise öffnet und schließt sich das Schieberventil N¹, Fig. 29, beziehungsweise bei Beendigung des Auf- und Niederganges des Kolbens, wie das Schieberventil einer gewöhnlichen Hochdruckmaschine. Man sieht, daß das Gelenk o, wie die Kolbenstange a¹ nur den erwähnten Kraftüberschuß des Kolbens b transmittirt. Die Wirkungsweise der Maschine Fig. 28 ist nun folgende. Nachdem das Brennmaterial in den Feuerstellen R, R angezündet worden ist, wird ein gelindes Feuer unterhalten, bis die Heizer und die unteren Theile der Regeneratoren eine Temperatur von ungefähr 500° F. (208° Reaumür) erlangt haben. Sodann wird mit Hülfe einer Handpumpe durch die Röhre Q Luft in den Recipienten G gepreßt, bis der innere Druck 8 bis 10 Pfund auf den Quadratzoll beträgt, und das Ventil I geöffnet. Die comprimirte Luft tritt sofort unter den Kolben b, und bewegt ihn aufwärts, während die in dem Cylinder A enthaltene Luft von dem Kolben a durch das Ventil F in den Recipient gedrückt wird. Da die Schieberventile N, N vorher in eine solche Lage gebracht wurden, daß die Durchgänge f, f frei sind, so tritt die Luft aus dem Recipient, durch die in L befindlichen Drähte streichend, in den Heizer H und von da in den Expansionsheizer C. Zwischen den Drähten wird die Temperatur der Luft erhöht und ihr Volumen vergrößert. Das kleinere aus dem Cylinder A gedrückte Volumen wird daher hinreichen, um den größeren Raum des Cylinders C auszufüllen. Ehe der Kolben seinen höchsten Stand erreicht, schließt sich das Ventil I und bei Beendigung des Hubes öffnet sich das Ventil K. Dadurch wird der Druck von unten beseitigt, der Kolben sinkt herab und die in dem Cylinder C befindliche erhitzte Luft tritt durch e, h, P und g in den Regenerator M; bei ihrem Durchgang durch die zahlreichen von den Drähten gebildeten Zellen nimmt ihre Temperatur mehr und mehr ab, bis sie, beinahe ihres ganzen Wärmegehaltes beraubt, bei i hervorkommt. So wie der Kolben a niederzusteigen beginnt, schließt sich das Ventil F und öffnet sich das Ventil E, wodurch von Neuem atmosphärische Luft in den Cylinder A tritt. Am Ende des Niederganges schließt sich das Ventil K und öffnet sich wieder das Ventil I, und so wird eine beständig hin- und hergehende Bewegung erhalten. Nach einer gewissen Anzahl von Huben wird sich natürlich die Temperatur der Drähte des Regenerators verändern; diejenige der Drähte in M wird allmählich erhöht, die der Drähte in L vermindert. Die Stellung der Schieberventile N, N sollte daher jedesmal nach ungefähr 50 Kolbenhuben umgekehrt werden. Dann streicht die heiße Luft aus C durch die zum Theil abgekühlten Drähte in L, während die kalte Luft aus dem Recipient durch die heißen Drähte von M strömt und mit der gehörigen Temperatur in H anlangt. Auf diese Weise nehmen die Regeneratoren abwechselnd den Wärmestoff auf und geben ihn ab, wodurch die circulirende Luft, dem Princip gemäß, unabhängig von jeder Verbrennung erhitzt wird, nachdem die Maschine einmal in Bewegung gesetzt ist. Die Wirkungsweise der in Fig. 29 und 30 dargestellten Maschine ist der so eben beschriebenen ähnlich, nur daß der Regenerator in einem einzigen Behälter angeordnet ist, und daß die darin befindlichen Drähte den Wärmestoff von der aus dem Behälter C tretenden Luft aufnehmen und ihn an die Luft abgeben, welche bei jedem Hub in den Arbeitscylinder tritt. Die Art, wie der aufwärts gerichtete Kraftüberschuß des Kolbens b, Fig. 29, in Verbindung mit der durch seine Schwere veranlaßten abwärts gerichteten Kraft zur Erzeugung der rotirenden Bewegung benützt wird, ist aus der Abbildung leicht zu entnehmen. Die relativen Durchmesser des Füllungscylinders und des Arbeitscylinders hängen von der Ausdehnbarkeit des wirkenden Mediums ab. Bedient man sich der atmosphärischen Luft oder anderer permanenter Gase, so dürften sich die Flächeninhalte der Kolben wie 2 : 1 verhalten; kommt dagegen ein anderes Medium als atmosphärische Luft in Anwendung, so ist es unumgänglich nothwendig, die Röhre i und die Ventilkammer k des Ventils E durch eine Röhre, welche hier durch punktirte Linien angedeutet ist, zu verbinden. Das bei i entweichende Fluidum versorgt, wenn eine solche Verbindungsröhre angebracht ist, den Füllungscylinder unabhängig von der äußeren Communication, und das wirksame Medium macht einen beständigen Kreislauf durch die Maschine.