XXIII. Bemerkungen über einige weitere Mittheilungen hinsichtlich der Heißluftmaschinen, nebst einem Vorschlag, betreffend die Eintheilung, Benennung und Begriffsbestimmung dieser Maschinen; von Conrector G. Delabar. Delabar, über die Heißluftmaschinen. Im VIII. Heft der Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architektenvereins vom Jahre 1866 ist S. 179 ein Artikel „über geschlossene calorische Maschinen“ von P. Fischer, Civilingenieur in Graz, enthalten, in welchem auch auf meine beiden Artikel in Betreff der Heißluftmaschinen von Windhausen und Huch, und von Roper im Jahrgang 1865 des polytechn. Journals (Bd. CLXXVIII S. 169 u. 249) Bezug genommen ist. Die Hauptveranlassung zu demselben hat ihm aber, wie er selbst sagt, eine Abhandlung von Ingenieur R. v. Reichenbach im XII. Heft der erwähnten österreich. Zeitschrift vom Jahre 1865 (S. 253) gegeben. In letzterem Artikel geht Reichenbach von den Untersuchungen Redtenbacher's für die sogen, offenen calorischen Maschinen aus, wie sie dieser zuerst in seiner Schrift: „die Luftexpansionsmaschine“ für diese neuen Motor im Jahr 1853 veröffentlicht hat, und indem er die Hauptresultate dieser Untersuchungen dem technischen Publicum in Erinnerung bringt, sucht er zugleich nachzuweisen, daß die von Redtenbacher für die offenen calorischen Maschinen aufgestellte Theorie auch das Wesen der erst später in Anregung gekommenen geschlossenen calorischen Maschinen schon vollständig in sich begreife und deren Eigenschaften oder Vorzüge vor anderen Constructionen deutlich erkennen lasse. Zu diesem Behufe sucht er nun vor Allem die ziemlich complicirten Formeln Redtenbacher's für den Querschnitt F des Treibcylinders und den Querschnitt f der zugehörigen Luftpumpe einer offenen calorischen Maschine zu vereinfachen. Auf diese Weise erhält er die einfachen Ausdrücke: F = E/AZ und f = EU/AZ, worin E den reinen Nutzeffect der Maschine, A den Druck der äußeren atmosphärischen Luft auf die Flächeneinheit, und Z und U von A unabhängige Factoren bedeuten. Aus diesen Ausdrücken zieht Reichenbach nun den Schluß, daß der Querschnitt des Treibcylinders, wie derjenige der kalten Luftpumpe, bei jeder calorischen Maschine unter übrigens gleichen Umständen dem einfachen atmosphärischen Drucke umgekehrt proportional sey. Dieses Resultat in Betreff des Einflusses, welchen der äußere Luftdruck auf die Hauptdimensionen einer calorischen Maschine auszuüben geeignet ist, veranlaßt nun Reichenbach zu einigen weiteren nicht uninteressanten Betrachtungen, die hier wenigstens der Hauptsache nach mitgetheilt werden sollen. Da nach Obigem die Querschnitte sowohl des Treibcylinders als der Luftpumpe einer calorischen Maschine dem Druck der äußeren Atmosphäre umgekehrt proportional sind, so würden dieselben, wäre letztere ein gewisses Vielfachmal dichter, also auch schwerer als sie wirklich ist, in einer so veränderten Atmosphäre um ebensovielmal kleiner ausfallen für dieselbe Arbeitsleistung und bei gleicher Erhitzung der treibenden Luftmasse und sich gleichbleibendem Verhältniß der wirksamen Pressungen. Stehe es nun freilich nicht in unserer Macht, die Dichte oder Schwere unserer Atmosphäre im Allgemeinen abzuändern, so seyen wir doch im Stande, die ganz specielle Beziehung, welche diese Atmosphäre zur Thätigkeit oder Größe einer calorischen Maschine habe, wenigstens bis auf eine gewisse Grenze nach Belieben zu modificiren, um diese Maschinen unseren Zwecken und Mitteln besser anzupassen. „Es geschieht dieß einfach dadurch, da wir einen Motor dieser Art vollkommen nach Außen absperren, um ihm sonach eine eigene künstliche Atmosphäre zu verschaffen, mit einem Worte, indem wir eine geschlossene calorische Maschine herstellen. Daß aber Reichenbach unter seiner geschlossenen calorischen Maschine nur eine solche mit geschlossener Arbeitsluft und nicht eine solche mit geschlossenem Ofen, resp. eingeschlossenen Verbrennungsgasen, versteht, wie Fischer irrigerweise anzunehmen scheint, möge hier noch besonders bemerkt werden. Um alsdann bei einer auf die angegebene Weise abgeschlossenen calorischen Maschine die wichtige Bedingung zu erfüllen, auf welcher, wie wir gesehen, die mögliche Kleinheit ihrer beiden Hauptorgane unter sonst gleichen Umständen wesentlich beruht, haben wir nach Reichenbach nichts weiter zu thun, „als vor Ingangsetzung derselben mittelst einer besonderen Hülfspumpe in den inneren Raum des ganzen Apparates eine gewisse Menge atmosphärischer Luft von Außen gewaltsam einzutreiben.“ Je stärker die Dichtigkeit und Pressung dieser inneren Luftmasse ist, desto merklicher werden auch die Vortheile dieser neuen Anordnung der calorischen Maschine hervortreten, d.h. desto geringer werden die Dimensionen für den Treibcylinder und die Kaltwasserpumpe ausfallen. Der fast noch wichtigere Erfolg, meint Reichenbach, werde aber in dem anderen Umstande bestehen, daß neben diesen geringeren Dimensionen gleichzeitig eine viel niedrigere Betriebstemperatur zulässig werde, als sie in offenen calorischen Maschinen praktisch noch anwendbar wäre, eine Temperatur, welche die in Hochdruckdampfmaschinen bestehende wenig oder gar nicht mehr übersteige und somit jene wohlbekannten Schwierigkeiten umgehe, die sich hinsichtlich der unerläßlichen Schmierung bisher bei calorischen Maschinen überhaupt am meisten geltend gemacht hätten. Aus einer kleinen Tabelle, die er über die verschiedenen Größen einer solchen calorischen Maschine von 100 Pferdekräften und 50 Proc. Nutzeffect unter der Voraussetzung berechnet hat, daß die künstlich erzeugte Anfangspressung oder Normalpressung im Inneren vor der Erwärmung 10 Atmosphären betrage, und daß nur die Hälfte der von der Steinkohle entwickelten Wärmemenge vom Luftheizapparate wirklich aufgenommen werde, die andere Hälfte aber durch Esse, Ofenwände etc. verloren gehe, ergibt sich, daß selbst bei den niedrigen Betriebstemperaturen von 122° bis 150° C. für den Querschnitt des Treibcylinders bloß 5,77 bis 4,03 Wiener Quadratfuß und für den der Kaltwasserpumpe bloß 5,32 bis 3,75 W. Quadratfuß, also Dimensionen erhalten würden, welche ihrer Anwendung zu den verschiedensten Zwecken der praktischen Mechanik kaum mehr im Wege stünden. Freilich finden wir damit gleichzeitig innerliche Pressungen verbunden, welche von 10 bis 23 Atmosphären gehen und bisher in der Maschinenpraxis allerdings nirgends vorzukommen pflegen. Hr. Reichenbach bemerkt aber mit Recht, „daß diese höheren Pressungen nicht innerhalb weiter Heizräume vorkämen, die nach Art gewöhnlicher Dampfkessel gestaltet wären, sondern bloß in engen Röhrensystemen, wie solche die Luftheiz- und Kühlapparate darstellen müssen;“ deßhalb glaubt er auch, daß diese hohen inneren Pressungen „ein besonderes Bedenken“ kaum erregen können. Indessen sind sie es, wie es scheint, gleichwohl, welche Hrn. Fischer vorzugsweise und nicht ganz ohne Grund veranlaßten, eigene Untersuchungen über diesen Gegenstand anzustellen, die ihm alsdann den Beweis geliefert hätten, „daß von diesen geschlossenen Anordnungen noch weniger zu erwarten sey, als von den älteren Anordnungen, indem sie einfach gar nicht gehen werden.“ Diese allerdings etwas kühne Behauptung sucht nun Hr. Fischer in dem erwähnten Artikel durch die Theorie zu begründen, die er zu diesem Behufe für diese neuen Maschinen entwickelt hat. Da aber seine Theorie, wie gesagt, vorzugsweise gegen Reichenbach gerichtet ist, so muß ich es auch diesem überlassen, sich gegen jene zu vertheidigen, und das Irrige und Unhaltbare der aus ihr gezogenen Schlußfolgerungen nachzuweisen. Ich für meinen Theil erlaube mir hier bloß darauf hinzuweisen, daß Hr. Fischer von Voraussetzungen ausgeht, welche bei Hrn. Reichenbach gar nicht zutreffen, wie aus folgenden Sätzen deutlich hervorgeht. Indem nämlich Hr. Fischer die Maschinenanordnung kurz beschreibt, die er seinen Untersuchungen zu Grunde legt, sagt er: „In einem geschlossenen Raume, der dem herrschenden Drucke widerstehen kann und dicht ist, befindet sich Brennmaterial, dessen Verbrennung durch, mittelst einer Luftpumpe zugepreßter Luft unterhalten wird.“ „Da die vollständigste Verbrennung nöthig erscheint, so entsteht eine so hohe Temperatur, daß es nicht möglich wäre, dieselbe auf einen Treibcylinder zu verwenden.“ „Obwohl diese hohe Temperatur, vermöge des dadurch bedingten großen Volumens der Verbrennungsgase für den Betrieb unserer Maschine günstig wäre, so muß man doch zu einem Hülfsmittel greifen, um dieselbe auf einen geeigneten Grad herabzubringen, und dieses besteht im Zupressen von Wasser, welches die Dampfform annimmt und indem es die vorhandenen Verbrennungsproducte in ihrer Temperatur herabsetzt und ihr Volumen bei constantem Druck verkleinert, selbst wieder einen Theil dieses Raumes ausfüllt.“ „Diese unter Druck befindlichen Verbrennungsproducte, gemischt mit Wasserdampf, kommen nun direct unter den Kolben der Heißluftmaschine, indem sie passende Steuerungsvorrichtungen passiren und früher gehörig vermischt worden sind.“ Hr. Fischer geht also wie man sieht, nach den bisherigen Bezeichnungen und Benennungen der verschiedenen Arten der Heißluftmaschinen von einer offenen calorischen Maschine mit geschlossenem Ofen, resp. innerer Feuerung, nach der Anordnung von Belou,Man s. meine Mittheilung über dieselbe im polytechn. Journal Bd. CLXXVII S. 413. Windhausen und Huch, und Roper aus, bei welcher somit auch die Verbrennungsgase mit der Arbeitsluft unter den Kolben der Maschine gelangen und zum Betriebe derselben benutzt werden, während, wie wir gesehen haben, Hr. Reichenbach seinen Betrachtungen eine eigentliche geschlossene Maschine zu Grunde legt, bei welcher bloß die Arbeitsluft mit künstlich erzeugter Anfangspressung eingeschlossen und stets dieselbe bleibt, die Verbrennungsgase hingegen, ohne sich mit dieser zu mischen und auf den Kolben des Arbeitscylinders zu wirken, bloß zur Erhitzung derselben dienen und im Uebrigen direct durch den Kamin in's Freie entweichen. Die Einwürfe, welche Hr. Fischer gegen solche calorische Maschinen erhebt, wie sie Hr. Reichenbach voraussetzt, fallen also von vornherein dahin. Dieselben bewähren sich aber auch den calorischen Maschinen gegenüber, wie er sie selbst voraussetzt und wie sie oben kurz angedeutet worden sind, keineswegs, indem wenigstens über die angeführte Belou'sche Heißluftmaschine wirkliche Versuchsresultate vorliegen, die dagegen sprechen. Sind dieselben auch nicht derart ausgefallen,Der disponible Nutzeffect der betreffenden Maschine, mit welcher Tresca in Paris die Bremsversuche anstellte, betrug bloß 22,3 Procent, während der zur Comprimirung der Luft verwendete Effect 33,5 Proc. und der übrige Effectverlust 44,2 Proc. des absoluten oder totalen Effectes ausmachte. daß man der Maschine ein günstiges Prognostikon stellen konnte, so können dieselben doch als thatsächlicher Beweis angeführt werden, daß die jedenfalls etwas leichtfertigen Behauptungen Hrn. Fischer's, „daß es unmöglich ist, auch nur leer gehend eine solche Heißluftmaschine in constantem Gang zu erhalten,“ und „daß trotz der verschiedensten Zeitungsnotizen keine derselben je im Betrieb gewesen sey,“ nicht richtig sind. Wer es unternimmt, über einen so wichtigen Gegenstand, wie die in Frage stehende neue Maschinenanordnung, ein öffentliches Urtheil abzugeben, der sollte wenigstens mit Allem, was bis dahin darüber bekannt geworden ist, vertraut seyn. Das scheint aber bei Hrn. Fischer nicht der Fall zu seyn, sonst hätte er – trotz den Ergebnissen seiner Theorie – die obigen Behauptungen jedenfalls nicht aussprechen können. Dieser Fall zeigt uns überdieß, daß in Bezug auf die besondere Benennung und Unterscheidung der verschiedenen Arten der Heißluftmaschinen noch keineswegs die wünschenswerthe Uebereinstimmung besteht, und daß es zur Vermeidung ähnlicher Verwechslungen an der Zeit seyn dürfte, sich künftig an folgende Eintheilung, Benennung und Begriffsbestimmung zu halten. Die Heißluftmaschinen können nämlich abgetheilt werden in: I. Offene Heißluftmaschinen, bei welchen die Arbeitsluft mit jedem Kolbenhube in's Freie entweicht, und zwar diese wieder in solche a) mit offener gewöhnlicher Feuerung, wobei die Verbrennungsgase direct durch den Kamin in's Freie entweichen und nicht mit der Arbeitsluft gemischt und zum Betriebe des Arbeitskolbens verwendet werden, oder b) mit geschlossener innerer Feuerung, wobei die Verbrennungsproducte mit der Arbeitsluft gemischt in den Treibcylinder gelangen und zum Betriebe des Arbeitskolbens benutzt werden. II. Geschlossene Heißluftmaschinen, bei welchen die Arbeitsluft, ohne sich mit den Verbrennungsgasen zu vermischen, stets dieselbe bleibt und mit jedem Hin- und Herschube des Kolbens zuerst eine entsprechende Erwärmung und Ausdehnung und nachher eine angemessene Abkühlung und Zusammendrückung erleidet, oder einen sogenannten Kreisproceß durchläuft, und zwar in solche a) mit der gewöhnlichen, natürlichen Anfangspressung der eingeschlossenen Arbeitsluft von einer Atmosphäre, oder b) mit einer höheren, künstlich erzeugten Anfangspressung der Betriebsluft. Von den bisher bekannt gewordenen Heißluftmaschinen gehören demnach die calorischen Maschinen von Ericsson, Wilcox etc. zu den offenen Heißluftmaschinen mit offener, gewöhnlicher Feuerung; die calorischen Maschinen von Belou, Windhausen, Roper etc. zu den offenen Heißluftmaschinen mit geschlossener innerer Feuerung; die Laubereau-Schwartzkopff'sche etc. zu den geschlossenen Heißluftmaschinen mit der gewöhnlichen, natürlichen Anfangspressung von 1 Atmosphäre, und die von Reichenbach in Anregung gebrachte Anordnung endlich zu den geschlossenen Heißluftmaschinen mit einer höheren, künstlich erzeugten Anfangspressung der eingeschlossenen Arbeitsluft. Man hätte bei dieser Eintheilung auch noch darauf sehen können, ob die Maschine einfach- oder doppeltwirkend und mit oder ohne Luftpumpe angeordnet ist. Da diese Momente jedoch keine wesentliche Unterscheidung der verschiedenen Heißluftmaschinensysteme bedingen, indem beide Hauptclassen der Heißluftmaschinen sowohl einfach- als doppeltwirkend construirt und mit Luftpumpe versehen seyn können oder nicht, so habe ich davon abstrahirt. Mit dem Wunsche, daß mein Vorschlag beifällig aufgenommen werde, seyen einstweilen meine Mittheilungen über Heißluftmaschinen geschlossen.