Part 10

Die Theorie Hambergers gab eine gute Erklärung der Tatsache, daß das Wasser schneller verdampft, wenn es von einem Luftstrom überfahren wird, als wenn die auf dem Wasser lastende Luft in Ruhe ist. Diese Erklärung läuft darauf hinaus, daß die auf dem Wasser lastende Luft sich alsbald mit Wasserdampf sättigt, infolgedessen hier eine weitere Verdunstung des Wassers nicht mehr möglich ist. Wird dagegen die über dem Wasser befindliche Luft in Bewegung versetzt, so kommt mit der Oberfläche des Wassers immer von neuem frische ungesättigte Luft in Berührung, die imstande ist, Wasserdampf in sich aufzunehmen.

Eine für die Verwendung des Wasserdampfes, insbesondere für Kochzwecke, überaus wichtige Beobachtung, der bereits Papin, als er zur Erfindung des nach ihm benannten Kochtopfes gelangte, sehr nahe gekommen war, machte der Professor der Chemie zu Upsala, _Wallerius Ericson_ (geb. 1709, gest. 1785). Dieser stellte fest, daß Flüssigkeiten schneller im luftleeren Raume als unter dem Druck der Atmosphäre verdampften. Da nun bei dem Verdampfen unter Luftleere von einem Lösen des Wassers in Luft nicht mehr die Rede sein konnte, versagte jetzt die Hambergersche Lösungstheorie.

Hier nun setzte die Tätigkeit des mit James Watt befreundeten _Joseph Black_ ein, der sich mit der Erforschung jener Erscheinungen beschäftigte und Watt veranlaßte, ebenfalls Versuche anzustellen.

Bei dem Erwärmen von Wasser in einem Gefäß ist die erste Folge, daß die in dem Wasser enthaltene Luft in Form von Luftbläschen nach oben hin entweicht. Nunmehr bildet sich Dampf auf dem der Wärmequelle zunächst liegenden Boden des Gefäßes. Dampfblasen steigen in dem Wasser empor, können aber nicht die Oberfläche des Wassers erreichen, da die oberen Wasserschichten noch nicht genügend erwärmt sind. Die Folge hiervon ist das sogenannte Singen des Wassers, das aus der zitternden Bewegung sich ergibt, in welche das Wasser und das Gefäß durch die bei ihrem Aufwärtssteigen auf Widerstand stoßenden Dampfbläschen versetzt werden. Hört das „Singen“ auf, so ist dies ein Zeichen dafür, daß nunmehr die sämtlichen Wasserschichten zum Sieden gebracht sind, und die Dampfbläschen ungehindert nach oben steigen können. Das „Singen“ geht also dem Beginn des Kochens unmittelbar vorher. Während des Kochens oder Siedens tritt eine Zunahme der Temperatur trotz fortgesetzter Wärmezufuhr nicht ein.

Um diese überraschende Erscheinung zu erklären, nahm man an, daß die Verwandlung des Wassers in Dampf sich nur auf dem Boden des Gefäßes vollziehe, und daß die Wasserschichten die zu ihrer Verdampfung nötige Temperatur erst dann erreichen, nachdem sie den Gefäßboden berührten. Würde die ganze Wassersäule zugleich auf die Siedetemperatur gebracht, so genügte die geringste Wärmezufuhr, um augenblicklich die gesamte Wassermenge in Dampf zu verwandeln.

Black, dem diese Erklärung nicht genügte, stellte zunächst fest, daß, wenn Wasser zum Sieden gebracht und auf gleichmäßiges Feuer gebracht wird, in gleichen Zeitabschnitten gleiche Mengen Dampf erzeugt werden. Des weiteren stellte er fest, wieviel Zeit vergeht, bis eine gewisse Wassermenge von einer gleichförmigen Flamme zum Sieden gebracht und vollkommen verdampft wird.

James Watt, der, wie wir bereits berichteten, mit Black befreundet war, machte in derselben Richtung folgende Versuche: Er brachte in einem offenen Papinschen Topf Wasser zum Sieden, und zwar so, daß in einer halben Stunde die Oberfläche des Wassers um einen Zoll sank. Hierauf unterbrach er das Sieden, fügte so viel Wasser hinzu, wie verdampft war, und brachte den Topf wiederum auf die in gleicher Stärke unterhaltene Flamme. Als das Sieden begann, schloß er den Dampfhahn und ließ nun eine halbe Stunde vergehen. Als er dann den Dampfhahn öffnete, strömte der Dampf innerhalb zwei Minuten aus und die Oberfläche des Wassers sank wieder um einen Zoll. Hieraus ergab sich, daß die Wärme, die von dem Wasser innerhalb einer halben Stunde aufgenommen wurde, entweder langsam innerhalb einer halben Stunde oder schnell innerhalb zwei Minuten dieselbe Wassermenge verdampfen konnte. Black zeigte auch, daß der Dampf bei seiner Bildung Wärme „bindet“ und bei der Verdichtung wieder dieselbe Wärmemenge frei gibt.

James Watts Verdienste bestehen darin, daß er den Wärmeverbrauch bei der Verdampfung und die Abhängigkeit des Dampfdruckes von der Temperatur untersuchte und die Gesetze, die für die Verdichtung des Dampfes maßgeblich sind, ermittelte. Er erkannte hierbei als hauptsächlichsten Grund des hohen Dampfverbrauchs der Newcomenmaschine, daß bei jedem Kolbenhub kaltes Wasser in den Dampfzylinder gespritzt wurde. Dieses hatte zur Folge, daß der von neuem in den Zylinder eingeführte Dampf zur Erwärmung des Zylinders notwendig war. Aus dieser Erkenntnis leitete Watt die Forderung ab, daß die Kondensation des Dampfes tunlichst schnell bewirkt werden müsse, ohne daß der Zylinder sich abkühlte. Zu diesem Zweck führte er zunächst den Zylinder aus Holz aus. Da aber in einem hölzernen Zylinder eine dampfdichte Führung des Kolbens infolge Verwerfens der Holzwandungen nicht zu erreichen war, wandte er sich alsbald wiederum dem eisernen Zylinder zu, den er durch ein Rohr mit einem besonderen Behälter in Verbindung brachte, der kaltes Wasser enthielt. Diesen Behälter nannte Watt „Kondensator“. Die bahnbrechende Folge dieser Neuerung des von dem Zylinder getrennten selbständigen Kondensiergefäßes bestand darin, daß der Dampf niedergeschlagen wurde, ohne daß der Dampfzylinder abgekühlt wurde. Den Kondensator erhielt Watt dadurch andauernd auf der erforderlichen niedrigen Temperatur, daß er durch eine von der Maschine angetriebene Pumpe in denselben stets kaltes Wasser einspritzte, während eine zweite Pumpe, die sogenannte Warmwasserpumpe oder Luftpumpe, das kondensierte Wasser aus dem Kondensator hinaussaugte. Die Bezeichnung Luftpumpe trifft um deswillen zu, weil diese Pumpe neben dem Wasser auch die in dem kalten Wasser und in dem Dampf enthaltene Luft abführt. Das aus dem Kondensator ausgepumpte warme Wasser führte Watt dem Dampfkessel zu, wodurch eine weitgehende Ersparnis an Brennstoffen erzielt wurde.

Die mit diesen Wattschen Verbesserungen ausgestattete Dampfmaschine hat folgenden Arbeitsgang: Wenn der Kolben sich in seiner tiefsten Stellung befindet, wird unterhalb desselben Dampf eingeführt, infolgedessen sich der Kolben aufwärts bewegt; währenddessen ist die Verbindung zwischen Zylinder und Kondensator abgeschlossen. Hat der Kolben die höchste Stellung erreicht, so wird die Dampfzufuhr geschlossen, zugleich aber die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Kondensator geöffnet. Infolgedessen wird der unterhalb des Kolbens befindliche Dampf kondensiert und der Kolben geht unter Einwirkung des Druckes der Atmosphäre abwärts.

Auf diese die Dampfmaschine erst lebensfähig machende Neuerungen erhielt James Watt, nachdem er am 5. Januar 1769 den vorläufigen Schutz eines Königlichen Privilegs bekommen hatte, das Patent Nr. 913. Dasselbe hat folgenden Wortlaut:

~A. D.~ 1769 Nr. 913. Dampfmaschinen etc. _Watts Patentbeschreibung_.

$Allen denjenigen, welchen dieses Schriftstück zu Gesicht gelangt$, sende ich, James Watt, aus Glasgow in Schottland, Kaufmann, meinen Gruß.

$Sintemal$ Seine Allerhöchste Majestät, König Georg der Dritte, durch seinen Patentbrief unter beigedrucktem Großsiegel von Großbritannien vom 5. Januar des neunten Regierungsjahres Seiner Majestät mir, dem genannten James Watt, seine besondere Erlaubnis, Vollmacht, Privilegium und Befugnis gab, daß ich, der genannte James Watt, meine Vollstrecker, Verwalter und Bevollmächtigten während einer bestimmten Reihe von Jahren meine „$Neu erfundene Methode der Verminderung des Verbrauchs von Dampf und Brennstoff in Feuermaschinen$“ zu benutzen, auszuüben und zu verkaufen befugt bin, und zwar überall in demjenigen Teile des Königreiches Groß-Britannien, welcher England genannt wird, in der Herrschaft Wales, in der Stadt Berwick am Tweed und ferner in Seiner Majestät Kolonien und Ansiedlungen, und ich, der erwähnte James Watt, in dem erwähnten Patentbriefe verpflichtet werde, unter Unterschrift und Siegel eine eingehende Beschreibung des Wesens meiner Erfindung zu geben, welche in Seiner Majestät Hoher Hofkanzlei eingetragen werden soll, innerhalb vier Monate nach dem Datum des erwähnten Patentbriefes:

$So wisset nun$, daß in Erfüllung der genannten Verpflichtung und Festsetzung ich, der erwähnte James Watt, erkläre, daß das Folgende eine eingehende Beschreibung meiner in Rede stehenden Erfindung und der Art und Weise, in welcher dieselbe zur Ausführung gelangt, ist,

(das will sagen): --

Mein Verfahren der Verminderung des Verbrauches an Dampf und, hierdurch bedingt, des Brennstoffes in Feuermaschinen setzt sich aus folgenden Prinzipien zusammen:

Erstens, das Gefäß, in welchem die Kräfte des Dampfes zum Antrieb der Maschine Anwendung finden sollen, welches bei gewöhnlichen Feuermaschinen Dampfcylinder genannt wird und welches ich Dampfgefäß nenne, muß während der ganzen Zeit, wo die Maschine arbeitet, so heiß erhalten werden, als der Dampf bei seinem Eintritte ist, und zwar erstens dadurch, daß man das Gefäß mit einem Mantel aus Holz oder einem anderen die Wärme schlecht leitenden Material umgibt, daß man dasselbe zweitens mit Dampf oder anderweitigen erhitzten Körpern umgibt, und daß man drittens darauf achtet, daß weder Wasser noch ein anderer Körper von niedrigerer Wärme als der Dampf in das Gefäß eintritt oder dasselbe berührt.

Zweitens muß der Dampf bei solchen Maschinen, welche ganz oder teilweise mit Kondensation arbeiten, in Gefäßen zur Kondensation gebracht werden, welche von den Dampfgefäßen oder -Cylindern getrennt sind und nur von Zeit zu Zeit mit diesen in Verbindung stehen. Diese Gefäße nenne ich Kondensatoren und sollen dieselben, während die Maschinen arbeiten, durch Anwendung von Wasser oder anderer kalter Körper mindestens so kühl erhalten werden als die die Maschine umgebende Luft.

Drittens, sobald Luft oder andere durch die Kälte des Kondensators nicht kondensierte elastische Dämpfe den Gang der Maschine stören, so sind dieselben mittels Pumpen, welche durch die Maschine selbst betrieben werden, oder auf andere Weise aus den Dampfgefäßen oder Kondensatoren zu entfernen.

Viertens beabsichtige ich in vielen Fällen die Expansionskraft des Dampfes zum Antrieb der Kolben oder was an deren Stelle angewendet wird, zu gebrauchen, in derselben Weise, wie der Druck der Atmosphäre jetzt bei gewöhnlichen Feuermaschinen benutzt wird. In Fällen, wo kaltes Wasser nicht in Fülle vorhanden ist, können die Maschinen durch diese Dampfkraft allein betrieben werden, indem man den Dampf, nachdem er seine Arbeit getan hat (~after it has done its office~) in die freie Luft austreten läßt.

Fünftens, wo Bewegungen um eine Achse verlangt werden, stelle ich die Dampfgefäße in Form von hohlen Ringen oder kreisförmigen Kanälen her, mit besonderen Ein- und Auslässen für den Dampf, und montiere dieselben auf horizontalen Achsen wie die Räder der Wassermühlen. In denselben ist eine Anzahl von Ventilen angebracht, welche einem Körper nur in einer Richtung durch den Kanal umzulaufen gestatten. In diesen Dampfgefäßen sind Gewichte angebracht, welche die Kanäle zum Teil ausfüllen und durch die noch anzugebenden Mittel in denselben bewegt werden. Wenn der Dampf in diese Maschinen zwischen jene Gewichte und die Ventile eingelassen wird, so drückt er gegen beide gleichmäßig, so zwar, daß er das Gewicht nach der einen Seite des Rades hebt und infolge der gegen die Ventile wirkenden Reaktion das Rad in Drehung versetzt, wobei die Ventile sich in derjenigen Richtung öffnen, in welcher die Gewichte Druck empfangen, aber nicht in der entgegengesetzten. Währenddem, daß das Dampfgefäß sich dreht, wird es mit Dampf vom Kessel aus gespeist, und derjenige Dampf, welcher seine Arbeit geleistet hat, kann entweder durch Kondensation niedergeschlagen oder in die freie Luft entlassen werden.

Sechstens will ich in einigen Fällen einen gewissen Grad von Kälte anwenden, welcher den Dampf allerdings nicht in Wasser zu verwandeln, wohl aber beträchtlich zu verdichten vermag, so daß die Maschinen abwechselnd mit Expansion und Kontraktion des Dampfes arbeiten.

Endlich wende ich zur dampf- und luftdichten Dichtung des Kolbens oder anderer Maschinenteile an Stelle von Wasser Oele, harzige Körper, Tierfett, Quecksilber und andere Metalle in flüssigem Zustande an.

Zur Bezeugung dessen habe ich am heutigen Tage, am fünfundzwanzigsten April im Jahre unseres Herrn Ein Tausend Sieben Hundert und neunundsechzig meinen Namenszug und mein Siegel hierunter gesetzt.

$James Watt.$ (~L. S.~)

Gesiegelt und ausgehändigt in Gegenwart von

Coll. Wilkie. Geo. Jardine. John. Roebuck.

Es sei noch bemerkt, daß besagter James Watt erklärt, daß sich nichts von dem im vierten Absatz Enthaltenen auf Maschinen bezieht, bei denen das zu hebende Wasser in das Dampfgefäß selbst eintritt oder in ein Gefäß, welches mit jenem in offener Verbindung steht.

$James Watt.$

Zeugen: Coll. Wilkie. Geo. Jardine.

$Und es sei bekannt gegeben$, daß der vorgenannte James Watt am fünfundzwanzigsten Tage des April, im Jahre unseres Herrn 1769, sich in der Kanzlei unseres Königlichen Herrn einfand und die vorstehende Beschreibung nebst allem dem in derselben Enthaltenen und Beschriebenen, in der oben niedergeschriebenen Weise anerkannte. Und so wird die vorstehende Beschreibung gemäß der Verordnung aus dem sechsten Jahre der Regierung des verstorbenen Königs und der Königin William und Mary von England usw. gestempelt.

Eingetragen am neunundzwanzigsten April im Jahre unseres Herrn Ein Tausend Sieben Hundert neunundsechzig.

Watt war an der Ausführung seines Patents durch den Umstand beschränkt, daß die seit alters her bekannte und gebräuchliche Kurbel einem gewissen Wasborough unter Patentschutz gestellt war. Um die Benutzung der Kurbel zu umgehen, ersann Watt nicht weniger als fünf verschiedene Einrichtungen und erhielt hierauf unter dem 25. Oktober 1781 das Patent Nr. 1306.

Als Gegenstand dieses Patents wird angegeben:

_„Gewisse neue Verfahren, um die hin und her gehende Bewegung von Dampf- oder Feuermaschinen zur Erzeugung ständiger Drehbewegung um eine Achse oder um einen Mittelpunkt zu benutzen, um Räder, Mühlen oder andere Maschinen anzutreiben._“

Von den sämtlichen fünf Einrichtungen bildet das sogenannte Planeten- oder Sonnenrad die wichtigste. Sie ist in Abb. 29 dargestellt.

Der entsprechende Teil der Patentschrift Nr. 1306 hat folgenden Wortlaut:

„Mein fünftes Verfahren, Drehbewegung zu erzeugen, wird mit Hilfe eines Zahnrades ~E~ ausgeführt, das auf dem Ende derjenigen Achse ~F~ angebracht ist, die die Drehbewegung erhalten soll. Dieses Rad ~E~ kann durch ein zweites Zahnrad ~D~ von gleichem, größerem oder geringerem Durchmesser in Drehung versetzt werden, das an der Stange ~_AB_~ befestigt ist. Das andere Ende der Stange ~_AB_~ hängt an dem Triebbalken ~_BC_~ (Balancier) der Dampfmaschine oder ist in beliebiger anderer Weise mit dem Kolben der Dampfmaschine verbunden. Das Rad ~D~ kann sich um seine eigene Achse nicht drehen. Mit Hilfe eines Zapfens ~A~, der in dem Mittelpunkte des Rades ~D~ befestigt ist und in einen kreisförmigen Einschnitt des großen Rades ~_GG_~ eingreift (hier können auch andere Mittel Platz greifen), wird das Rad ~D~ zwangläufig derart geführt, daß es sich nicht von dem Rade ~E~ entfernen, jedoch das Rad ~E~ in Drehung versetzen kann, ohne daß es sich selbst um seine Achse oder seinen Mittelpunkt dreht.

Die Bewegung vollzieht sich nun folgendermaßen: Ist das Rad nahezu in diejenige Stellung gelangt, die durch den punktierten Kreis ~_HH_~ gekennzeichnet ist, und dann mit seinem Mittelpunkt um ein weniges jenseits der senkrechten durch den Mittelpunkt ~F~ gezogenen Linie gelangt, zieht die Dampfmaschine mit Hilfe der Treibstange ~_BA_~ das Rad ~D~ aufwärts. Da nun dessen Zähne in die des Rades ~E~ eingreifen, und da es sich nicht um seinen eigenen Mittelpunkt drehen kann, kann es sich nicht anders nach aufwärts hin bewegen, ohne daß es zugleich das Rad ~E~ in Drehung um seinen Mittelpunkt ~F~ versetzt. Ist das Rad ~D~ soweit aufwärts gelangt, daß sein unterer Teil mit dem oberen Teile des Rades ~E~ im Eingriff ist, hat die Dampfmaschine ihren Hub nach aufwärts ausgeführt und der Kolben ist im Begriff, sich abwärts zu bewegen. Unter dem Einfluß der ihm zuteil gewordenen Bewegung führt das Rad ~E~ seinen Rundgang weiter aus und führt das Rad ~D~ über seine Höchstlage hinweg, wobei die Schwere des Rades ~D~ oder der Stange ~_AB_~ oder ein anderes an ihm angebrachtes Gewicht das Rad ~D~ veranlaßt, an der anderen Seite sich wieder nach abwärts zu begeben. Das Rad ~D~ vollendet also seinen Rundgang um ~E.~ Haben nun die beiden Räder ~D~ und ~E~ dieselben Zähnezahlen, so macht das Rad ~E~ bei jedem Hub der Maschine zwei Umdrehungen um seinen Mittelpunkt. Um nun die Bewegung besser zu regeln, bringe ich auf der Achse ~F~ ein Schwungrad an.“

Abbildung 30 stellt das Planetenrad in Anwendung auf den Antrieb eines Walzwerkes dar.

Bei einer anderen Ausführungsform dieses Planeten- oder Sonnenrades bewegen sich die beiden Zahnräder nicht auf- und umeinander, sondern ineinander.

Von weitestgehender Bedeutung ist das am 12. März 1782 erteilte Patent Watts Nr. 1321.

Der wesentliche Inhalt der Patenturkunde lautet:

_„Gewisse neue Verbesserungen an Dampf- oder Feuer-Maschinen zum Heben von Wasser und zu anderen mechanischen Zwecken, und gewisse auf dieselben anwendbare Einrichtungen.“_

„Ich, _James Watt_, erkläre hiermit: Nachstehendes ist eine Beschreibung meiner neuen Verbesserungen an Dampf- und Feuer-Maschinen und der Einrichtungen, die bei denselben Anwendung finden können.

Um aber etwaige Mißverständnisse und Umschweife zu vermeiden, werde ich zunächst einige gewisse in dieser Beschreibung benutzte Ausdrücke näher erläutern.

_Erstens_: Der _Zylinder_ oder das Dampfgefäß ist dasjenige Gefäß, in welchem die Kräfte des Dampfes oder der Luft benutzt werden, um die Maschine anzutreiben; er kann von beliebiger Gestalt sein, ist aber meist von zylindrischer Form.

_Zweitens_: Der _Kolben_ ist eine bewegliche Trennungswand, die in dem Zylinder entweder auf und ab, oder hin- und hergleitet und diesem genau angepaßt ist. Auf diesen Kolben wirken die Kräfte des Dampfes und der Luft unmittelbar ein.

_Drittens_: Die _Kondensatoren_ sind gewisse von mir erfundene Gefäße, in welchen der Dampf niedergeschlagen wird, und zwar entweder indem er mit hinreichend kaltem Wasser unmittelbar vermischt wird oder indem er mit kalten Körpern in Berührung gebracht wird. Diese Kondensatoren liegen entweder in demjenigen Teile des Zylinders selbst, in den der Dampf niemals gelangt, ausgenommen dann, wenn er niedergeschlagen und zu Wasser verwandelt wird, oder diese Kondensatoren stehen mit dem Zylinder mittels Röhren in Verbindung, welche rechtzeitig geöffnet und geschlossen werden. Diese Röhren können auch so angeordnet sein, daß sie zu den Luftpumpen oder zu anderen Einrichtungen führen, um den niedergeschlagenen Dampf und das Einspritzwasser fortzuleiten.

_Viertens_: Die _Luft- und die Heißwasserpumpen_ sind Pumpen oder andere Einrichtungen, die dazu dienen, die Luft und das heiße Wasser aus den Zylindern und aus den Kondensatoren hinauszubefördern.

_Fünftens_: Der _Werkbalken_ (Triebbalken, Balancier) ist ein doppelarmiger Hebel, wobei ein oder mehrere Räder oder andere maschinelle Vorrichtungen dazu dienen, die von dem Kolben geäußerte Kraft auf das Pumpwerk oder auf andere von der Dampfmaschine anzutreibende Vorrichtungen zu übertragen.

_Meine erste neue Verbesserung_ besteht nun darin, daß ich den Dampf in die Zylinder oder Gefäße der Maschine nur während eines gewissen Teiles des Auf- oder Niederganges des Kolbens eintreten lasse, und daß ich die federnden Kräfte, mit denen der Dampf in dem Bestreben, größere Räume einzunehmen, sich ausdehnt, dazu benutze, während der übrigen Teile des Hubes des Kolbens als Triebkraft zu dienen. Außerdem benutze ich Hebelzusammenstellungen oder andere Vorkehrungen, um zu bewirken, daß die ungleichmäßigen Kräfte, mit denen der Dampf auf den Kolben einwirkt, gleichmäßige Arbeit leisten bei dem Antrieb der Pumpen oder der anderen Maschinen, die durch die Dampfmaschine betrieben werden sollen. Hierbei sind gewisse Verhältnisse zu beachten.

Um die hierbei maßgeblichen Verbesserungen und Grundsätze zu erläutern, habe ich in der beigefügten Zeichnung (Abb. 31) einen Hohlzylinder im Schnitt dargestellt.

Dieser erwähnte Zylinder ist an seinem unteren Ende durch seinen Boden ~_CD_~ vollständig abgeschlossen und auch an seinem oberen Ende durch seinen Deckel ~_AB_~ verschlossen. Der kräftige Kolben ~_EF_~ ist dem Zylinder genau angepaßt, so daß er mit Leichtigkeit auf und ab gleiten kann, ohne irgendwelchen Dampf neben sich hindurchgehen zu lassen. Der Kolben hängt an einer oder an mehreren Stangen ~_GH_~, welche in einer im Deckel ~_AB_~ angebrachten Öffnung hin- und hergleiten können, wobei ihre Umfläche luft- und dampfdicht durch einen Strang von Werg oder anderem geeigneten Stoff abgedichtet ist, der in der Büchse ~O~ liegt. Und nahe dem oberen Ende des Zylinders ist eine Öffnung ~J~ vorgesehen, um Dampf vom Dampfkessel eintreten zu lassen.

Der ganze Dampfzylinder ist soweit als möglich mit einem Hohlraum ~_MM_~ umgeben, der Dampf enthält, oder dem auf irgendeine andere Weise dieselbe Hitze bewahrt bleibt, wie sie das Wasser im Dampfkessel oder der aus dem Kessel kommende Dampf besitzt.

Wir wollen nun annehmen, der Kolben sei so nahe als möglich an den oberen Rand des Zylinders emporgehoben, und der Raum unterhalb desselben sei von Luft, Dampf und anderen Flüssigkeiten entleert. Wir wollen des weiteren annehmen, daß der vom Dampfkessel her oberhalb des Kolbens eintretende Dampf die selbige Dichtigkeit oder Federkraft besitze wie der Luftdruck der Atmosphäre, oder die Fähigkeit besitze, eine Quecksilbersäule von 30 Zoll Höhe im Barometer zu tragen. Dann, so behaupte ich, wird der Druck oder die Federkraft auf jedem Quadratzoll der oberen Fläche des Kolbens ungefähr 14 Pfund betragen, und diese Kraft wird, wenn sie während eines ganzen Maschinenhubes auf den Kolben zur Einwirkung gelangt und zum Antrieb einer oder mehrerer Pumpen, sei es mittelbar oder unmittelbar, benutzt wird, während des ganzen Hubes eine Wassersäule fördern, deren Gewicht zehn Pfund auf den Quadratzoll des Kolbens beträgt, außer der Reibung und der dem Wasser und den Maschinenteilen innewohnenden Trägheit. Unter der Annahme aber, daß die gesamte Entfernung von der Unterseite des Kolbens bis zum Grunde des Zylinders acht Fuß beträgt, und daß die Dampfzufuhr vom Kessel vollständig abgeschnitten ist, wenn der Kolben bis zum Punkt ~K~ zwei Fuß oder ein Viertel des Hubes des Kolbens abwärts gegangen ist, behaupte ich, daß, wenn der Kolben die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, die Federkraft des Dampfes die Hälfte der ursprünglichen Kraft betragen wird. Des weiteren wird, wenn der Kolben bei ~P~ angelangt ist, die Kraft des Dampfes ein Drittel der ursprünglichen Kraft betragen oder 4⅔ Pfund auf jeden Quadratzoll der Kolbenfläche. Ferner wird, wenn der Kolben am Ende seines Hubes angelangt ist, die Federkraft des Dampfes ein Viertel seiner ursprünglichen Kraft betragen oder 3½ Pfund auf den Quadratzoll der Kolbenfläche.