Kessels befand und sich mit einer durch die Kesselwand gehenden
beweglichen Achse drehte, weggeschoben. Diese Achse wurde mittelbar
durch den Steuerbaum hin und her gedreht. Ebenso ließ sich der
Einspritzhahn durch Hin- und Herdrehen einer Achse unter Vermittlung
des Steuerbaums bewegen. Abbildung 10 veranschaulicht die selbsttätige,
von Beighton eingeführte Steuerung sehr klar. Links den Steuerbaum mit
den quergesteckten Zapfen denke man sich aufwärts bewegt. Der oberste
Zapfen wird dann den gebogenen Hebelarm heben und dadurch die obere
Steuerwelle drehen, so daß das oben befindliche Gewicht kippt und
der eine Gabelarm des umgekehrten Ypsilons in den Querzapfen einer
wagrecht angeordneten Zugstange eingreift. Man verfolge nun den Weg
zum Dampfeinlaß. Dann wird man leicht bemerken, daß die gestrichelt
gezeichnete schwingende Dampfeinlaßplatte sich innen im Kessel vor den
Dampfauslaß stellen muß. Der untere Zapfen am Steuerbaum aber wird beim
Hinaufgehen den Hebel in die Höhe drücken, der die zweite Steuerwelle
dreht. Daran befindet sich ein Zahnradabschnitt. Dieser gezähnte
Sektor greift in einen zweiten gleichartigen Zahnradabschnitt ein und
betätigt den Hahn der Kühlwassereinspritzleitung. Schon vor Smeaton,
dem Rechtsanwaltssohn, der die Newcomenmaschine durch systematische
Forschung bedeutend verbesserte, wurde ein Organ zur Regulierung der
Hubzahl oder Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine verwandt, Katarakt
(Wasserfall) genannt (Abb. 11). Der Gang der Maschine war abhängig vom
Tempo der Kühlwassereinspritzung. Diese Einspritzung wurde ausgelöst
durch das Emporgehen des links unten in dem Behälter befindlichen
schräg gestellten Hebelarms des Winkelhebels. Sein senkrechter
Winkelarm trägt ein Trichtergefäß, das von oben durch Wasserfluß so
weit gefüllt wird, bis es umkippt und den nach unten gerichteten
Hebelarm in die gestrichelt gezeichnete höhere Lage bringt. Dadurch
wird unten eine Klinke ausgehoben und der Kühlwassereinlaß geöffnet.
Die Hubzahl konnte daher durch Einstellung des kleinen Zuflußhahnes
über dem Katarakt beliebig bemessen werden. Im Munde der Bergleute hieß
der Katarakt scherzweise »~Jack in the box~« (»Hans in der Büchse«).
Das Einspritzwasser, das seine Arbeit getan hatte, wurde durch eine
Abflußröhre aus dem Zylinder entfernt. Die Luft gelangte durch das
sogenannte Schnüffelventil aus dem Dampfarbeitsraum ins Freie, indem
sie ein Ansatzrohr am unteren Zylinderende passierte und, Blasen
werfend, durch das Wasser entwich, das sich über dem Klappventil
befand, um das Eindringen der äußeren Luft zu verhindern. Aus unserer
Beschreibung geht zur Genüge hervor, daß sich an dieser atmosphärischen
Maschine vor dem Eingreifen Watts bereits mancher höchst sinnreiche
Mechanismus befand, daß das Ganze sich überhaupt schon der Papinschen
Vakuumkolbenmaschine gegenüber im Verhältnis des etwas noch plumpen,
aber doch ausgewachsenen Mannes zum unbehilflichen, aber alle Anlagen
enthaltenden Kindlein befand.
[Illustration: Abb. 11. Katarakt.]
Eine verbesserte Newcomenmaschine im Roman.
Die Newcomenschen Feuermaschinen wurden in der Folgezeit mannigfach
verbessert. Besondere Ersparnisse an Feuerungsmaterial erzielte der
Erbauer des Eddystoneleuchtturmes Smeaton, der berühmte Ingenieur und
Freund Watts, der Watt nach dessen eigenem Zeugnis wie die jüngeren
Ingenieure überhaupt technisch denken gelehrt hat. Als die Wattschen
Maschinen aufkamen, hörte man noch lange nicht auf, Newcomensche
Feuermaschinen zu bauen, zumal da, wo die Kohle reichlich und billig
war. Auch Wattsche Verbesserungen wurden dabei verwandt, so zum
Beispiel die Schließung des Zylinders auch oben, die Durchführung der
Kolbenstange durch eine gutgedichtete Stopfbüchse, die Lenkung des
Dampfes so, daß er bald über, bald unter dem Kolben eintritt und so
die Arbeit übernimmt, die vorher der Luftdruck allein besorgt hatte.
Eine solche Maschine beschreibt uns Max Eyth in seinem Roman »Der
Schneider von Ulm«. Sie war zu Anfang des 19. Jahrhunderts in der
Friedrichsgrube bei Tarnowitz in Oberschlesien tätig; gerade aber die
bedeutendsten Wattschen Verbesserungen, der getrennte Kondensator und
das Parallelogramm zur Geradführung der Kolbenstange, fehlten nach der
Beschreibung. Diese Maschine, im Grunde eine Mischung Newcomenscher und
Wattscher Ideen, ist aber gerade, weil ihr das Wichtigste der Wattschen
Maschine abgeht, nämlich der gesonderte Dampfverdichtungsraum oder
Kondensator, mehr als eine Newcomensche denn als Wattsche Feuermaschine
zu bezeichnen. Weil sie den Übergang von der einen zur andern gut
veranschaulicht, wollen wir die Stelle aus dem Eythschen Roman
hierhersetzen:
»Auf dem Weg nach dem Maschinenhaus hörten sie die dumpfen,
geheimnisvollen Schläge des Ungetüms mit jedem Schritt deutlicher.
Vor dem Haus schien der Boden zu zittern, Ketten klirrten, Stangen
rasselten; hinter dem Haus hörte man Wasser rauschen, als ob ein
mächtiger Bach über Felsen stürzte. -- Als sie in den hohen, matt
erhellten Raum eintraten, war es zunächst schwierig, irgend etwas zu
unterscheiden. Ein finsteres, formloses Ding, wie die Trommel einer
riesigen Säule, stand auf einem Untersatz aus roh behauenen Quadern.
Dies war der neue Zylinder, aus dem eine blinkende, runde Stange
emporschoß, um sodann wieder in seinem Inneren zu versinken. Die Stange
hing an einer schweren Kette, die hoch oben, fast am Dach des Gebäudes,
von einem Arm aus wuchtigen Holzbalken in die Höhe gezogen wurde,
der sich langsam und feierlich auf und ab bewegte, aber bei jedem
Niedergang mit dröhnendem Lärm auf eine Unterlage aufschlug, die im
Mauerwerk angebracht war. Hinter dem Steinpfeiler, der den Drehzapfen
dieses wagebalkenartigen Doppelarmes trug, hing, wieder an einer Kette,
das gewaltige Pumpengestäng, das in der unergründlichen Tiefe einer
schwarzen Schachtöffnung verschwand. Von den Armen des Schwingbaums
hingen vor und hinter dem Pfeiler weitere Stangen herab, von denen die
eine an wunderlich geformten Hebeln und Knaggen zog und drückte, die
manchmal dem Gang der Stange folgten, dann wieder plötzlich, als ob
sie ärgerlich wären, selbständige, unerwartete, schnappende Bewegungen
machten. Die Stange auf der andern Seite des Pfeilers saugte an einer
kleinen Pumpe, die in einer Grube verdeckt stand und in heftigen Stößen
dampfendes Wasser in eine Rinne warf, das gurgelnd durch ein Loch in
der Mauer davonlief. Das also war die Feuermaschine. Neben ihr, in
einen unförmlichen Backsteinmantel eingemauert, stand der Dampfkessel,
vor dessen feuersprühender Esse ein schweißtriefender, kohlenschwarzer
Mann hantierte. Wenn er die Feuertür öffnete, um frische Kohlen auf
die sausende Glut zu werfen, glühten der ganze Raum, die Hebeln und
Knaggen, die blinkende Kolbenstange und die schwarzen Ketten in
flammrotem Licht, das wildbewegte, fast greifbare Schatten in die Ecken
und Winkel des finsteren Gebäudes warf. Das Unheimlichste waren die
Töne des Ungetüms. Das knarrte und ächzte, knallte und krachte, zischte
und sauste, seufzte und stöhnte, bald da, bald dort, als ob in jedem
Winkel ein andrer Kobold säße. Alles aber übertönte der donnerähnliche
Schlag in der Höhe, wenn der Schwingbaum auf seine Unterlage traf.
Dem Schlag folgte eine fünf Sekunden lange feierliche Stille. Dann
war es, als ob jemand auf den Boden, auf ein Blech klopfte; langsam,
widerwillig setzte der Schwingbaum sich wieder in Bewegung, unten im
Schacht räusperten sich die Pumpen, und das grause Spiel, das Ächzen
und Stöhnen, das Sausen und Zischen, das Knallen und Schlagen begann
aufs neue. Wer erinnert sich an all das, wenn er in den spiegelblanken
Salon tritt, in dem heutzutage eine Dampfmaschine von tausend
Pferdekräften mit einem kaum hörbaren Seufzer, wenn nicht ganz lautlos,
ihre Riesenarbeit verrichtet? So aber sah und hörte es sich an, als
die Dampfmaschine in ihrer Kindheit die Glieder zu regen begann!« Die
folgende Schilderung von der Dampfsteuerung bald über, bald unter den
Kolben betrifft eine Anordnung, die erst Watt aufgebracht hat; dagegen
beachte man, daß die Kondensation nicht in einem besonderen Behälter
wie bei Watt, sondern unmittelbar noch wie bei Newcomen unter dem
Kolben erfolgt. Von der fundamentalsten Erfindung Watts ist also hier
kein Gebrauch gemacht.
Es heißt da im Roman weiter: »Die Knaggen und Hebel, die ein vom
Schwingbaum auf- und abgezogener Rahmen in Bewegung setzte, öffneten
und schlossen die Ventile, die den Dampf bald in den oberen, bald in
den unteren Zylinderraum eintreten ließen. Das aber ging so zu: zuerst
strömte der Dampf in den oberen Zylinderraum und drückte den Kolben
nach unten. War der Kolben am Boden angelangt, so schloß sich das
Einlaßventil, und ein anderes öffnete sich, so daß der Dampf aus dem
oberen in den unteren Zylinderraum treten konnte, während das Gewicht
des Pumpengestänges am andern Ende des Schwingbaums den Kolben nach
oben zog. War der Kolben wieder oben und infolgedessen aller Dampf
im Zylinder in den unteren Zylinderraum getreten, so schloß sich das
Ventil zwischen dem oberen und unteren Raum. Gleichzeitig spritzte
eine kleine Hilfspumpe kaltes Wasser in den Zylinder, so daß sich der
dort befindliche Dampf kondensierte und ein luftleerer Raum entstand,
der den Kolben wieder herabzusaugen suchte. Wenige Sekunden nachher
öffnete sich aber auch das Ventil wieder, das frischen Dampf in den
oberen Zylinderraum zuließ, so daß sich der Kolben wieder mit voller
Kraft abwärts bewegte und das Pumpengestäng aufs neue emporhob,
worauf sich diese Bewegungen wie zuvor wiederholten. Das Gewicht
des Pumpengestänges drückten die Grubenwasser in die Höhe; was die
Feuermaschine tat, war, nach jedem Pumpenstoß das Gestäng wieder zu
heben oder, in andern Worten, die vierzig Pferde zu ersetzen, die
vordem an dem Pumpengestäng gezogen hatten.«
Watt erfindet den Kondensator.
Watts jugendlicher Freund Robison hatte die Aufmerksamkeit des
Erfinders zum ersten Male auf die Dampfmaschine gelenkt, als er ihm
vorschlug, die in Newcomenschen Maschinen bereits so erfolgreich
verwertete Dampfkraft zur Bewegung von Wagen heranzuziehen. Das ist
nach Watts eigner Angabe 1759, vielleicht oder schon etwas früher
gewesen. Sobald seine Geschäfte es ihm wieder erlaubten, befaßte
er sich mit Versuchen, indem er auf einen Papinschen Digestor
oder Kochtopf eine Röhre mit beweglichem Kolben aufsetzte, den
hochgespannten Dampf durch eine verschließbare Öffnung in diese Röhre
treten und darin den ziemlich belasteten Kolben hochschieben ließ.
In dieser Richtung auf eine Dampfmaschine hinzuarbeiten, gab er aber
auf, als ihm klar wurde, daß genügende Dichtung nicht zu erreichen
und die Explosionsgefahr zu groß war. Jedenfalls aber sah er sich
bereits in der Literatur über Dampfmaschinen um, zumal, als ihm 1763
von der Universität der Auftrag wurde, das Modell einer Newcomenschen
Maschine (Abb. 12) wieder instand zu setzen. Diesen Auftrag hatte Watt
vielleicht selbst durch Vermittlung des ihm befreundeten Professors
Anderson herbeigeführt, als ihm bekannt wurde, daß dies Modell
vorhanden war und sich bei einem Londoner Mechaniker zur Ausbesserung
befand, ohne dort in Angriff genommen zu werden. Watt studierte
fleißig die Werke von Desaguliers und Belidor über die Geschichte der
Dampfmaschine. Nachdem er jenes Modell vom mechanischen Standpunkt aus
völlig instand gesetzt hatte, fand er, daß trotz des großen Kessels
nicht genügend Dampf erzeugt wurde, um einen Hub zu erzielen, dabei
war der Dampfkessel im Gegensatz zu den wirklichen Maschinen sogar
unverhältnismäßig groß. Dies setzte Watt in nicht geringes Erstaunen.
Wo lag der Grund, daß im kleinen trotz verhältnismäßig größeren Kessels
der Apparat nicht arbeitete? Watt stellte Versuche an, ob vielleicht
das ungünstige Verhältnis der Gesamtoberfläche des Zylinders zum
Zylinderinhalt schuld trüge. Er stellte sich ferner Zylinder aus anderm
Material, aus Eisen und Holz statt aus Bronze her, woraus der Zylinder
des Modells gemacht war. Vielleicht waren die Wärmeleitungsverhältnisse
dieser Stoffe entscheidend? Aber alle diese Versuche führten zu
keinem befriedigenden Ergebnis. Was er da fand, stand in schwer
vereinbarem Gegensatz zu den Tatsachen bei großen Maschinen. Erzielte
er durch stärkere Kühlwassereinspritzung ein schnelleres, größeres
und kräftigeres Vakuum, so bedurfte es gleich hinterher wieder viel
mehr Dampfes, da die Abkühlung der Zylinderwände größer geworden war
und nunmehr ein Teil des Dampfes seiner Elastizität durch die größere
Abkühlung verlustig ging. Auch ward es Watt offenbar, daß bei minder
starker Abkühlung im Vakuum ein Teil des Einspritzwassers unter dem
niedrigeren Druck schneller verdampfte als unter Atmosphärendruck.
[Illustration: Abb. 12. Modell einer atmosphärischen Maschine
(Newcomenmaschine) um 1750, wie es Watt zur Instandsetzung übergeben
wurde.]
Es half nichts. Wollte der junge Mechaniker eine auf Maß, Zahl und
Gewicht zurückgeführte Klarheit über diese Verhältnisse gewinnen, so
mußte untersucht werden, bei welchen Temperaturen Wasser unter größeren
als atmosphärischen Drucken kocht, mußte festgestellt werden, welche
Menge Dampfes sich aus einer bestimmten Menge Wassers entwickelt,
mußte erforscht werden, wieviel Wärme der Dampf an Wasser abgibt, wenn
er dessen Wärme auf seine eigene Temperatur erhöht.
Als Arago, ein französischer Physiker, der das Leben Watts im
Rahmen eines Akademievortrages behandelte, diese von Watt noch vor
seiner Haupterfindung angestellten Untersuchungen aufzählte, kam
er zu dem Schlusse, das sei Stoff genug gewesen, das Leben eines
fleißigen Naturforschers auszufüllen, und damit dürfte er nicht so
unrecht haben. Aber wie einfach waren die Mittel, mit denen Watt
seine Untersuchungen machte! Nicht einmal ein Laboratorium stand ihm
zur Verfügung, und doch gelangte er zu Ergebnissen, die ein halbes
Jahrhundert später mit weitaus besseren Mitteln nicht wesentlich
genauer erzielt wurden. Er untersuchte das Verhältnis, in dem bei
wachsenden Temperaturen die Spannungen des Wasserdampfes zunehmen.
Die Werte der Temperaturen trug er als Abszissen, der Spannungen als
Ordinaten in ein Koordinatensystem ein und fand, daß die Temperaturen
im arithmetischen, die Spannungen im geometrischen Verhältnis zunehmen.
In dem Werke Desaguliers stieß er bei der Berechnung, welches
Quantum Dampf einer bestimmten Menge Wassers bei Atmosphärendruck
entspricht, auf einen groben Rechenfehler. Das ermutigte ihn, diese
Frage noch einmal zu untersuchen. In einen Glaskolben füllte er eine
geringe Menge Wassers und befestigte in der Mündung eine beiderseits
offene, unten bis auf das Wasser reichende Glasröhre, so daß Luft
aus diesem Gefäße nur durch die Röhre entweichen konnte. Das Gefäß
wurde dann in einem Ofen so erhitzt, daß das Wasser darin verdampfte.
Der aufsteigende Dampf riß an Luft alles, was nicht schon infolge
der Wärme entwichen war, mit sich zur Röhre hinaus. Als der letzte
Wassertropfen verdampft war, wurde die Glasröhre geschlossen, das Gefäß
aus dem Ofen genommen, und ein kalter Luftstrom gegen eine Stelle des
Gefäßes gerichtet, damit sich der darin befindliche Dampf verdichte.
Abwiegen des Gefäßes mit und ohne den jetzigen Inhalt, weiter des
gänzlich ausgetrockneten und danach des mit Wasser ganz gefüllten
Gefäßes ergab die Werte, aus denen Watt berechnete, daß ein bestimmtes
Wasserquantum bei Verwandlung in Dampf von der Temperatur des siedenden
Wassers sich auf das Achtzehnhundertfache seines Rauminhalts ausdehnt.
Es war Watt aufgefallen, daß eine verhältnismäßig sehr große Menge
Einspritzwassers durch die Dampffüllung des Zylinders, die aus einer
sehr viel geringeren Menge Wassers herrührte, so stark erwärmt wurde.
Um die Sache genauer zu untersuchen, stellte er Wasser in einem gegen
Wärmeverluste geschützten Behälter neben einen Teekessel, in dem Wasser
verdampft wurde. Der ausströmende Dampf wurde so lange durch eine erst
wagrecht, dann senkrecht verlaufende Glasröhre in den Wasserbehälter
geleitet, bis das Wasser darin fast kochte, d. h. aufhörte, noch
länger Dampf zu verdichten. Beim Wiegen fand sich, daß das erwärmte
Wasser, das den ausströmenden Dampf aufgenommen hatte, sich um ⅙
seines Gewichtes vermehrt hatte. Watt folgerte, daß Wasser, in Dampf
verwandelt, sechsmal sein eignes Gewicht Brunnenwassers zur Siedehitze
bringe. Damit war Watt für seine Person selbständig zur Entdeckung
der latenten Wärme gelangt, und er wurde nicht wenig überrascht,
daß der ihm befreundete ~Dr.~ Black, ein Mediziner an der Glasgower
Universität, dem er seine Resultate mitteilte, schon früher zur
Entdeckung dieser Tatsachen gelangt war. Black hatte gefunden, daß eine
bestimmte Gewichtsmenge Eis von 0° ~C~ in einer gleichen Gewichtsmenge
Wassers von 80° ~C~ schmilzt und daß die Temperatur der beiden
Gewichtsmengen flüssigen Wassers 0 ist, während eine Gewichtsmenge
Wassers von 0° ~C~, mit gleicher Gewichtsmenge Wassers von 80° ~C~
gemischt, eine gemeinsame Temperatur von 40° ~C~ ergibt. Er schloß
daraus, es müßte die aus dem Eise hervorgegangene Wassermenge 80° ~C~
Wärme in sich aufgenommen haben, ohne daß diese verborgene (latente)
Wärme für unsere Instrumente unmittelbar meßbar wäre. Wenn Watt nun
feststellte, daß verdampftes Wasser das Sechsfache seines eignen
Gewichtes an Brunnenwasser auf Siedehitze bringen könne, so war diese
Temperaturerhöhung auch nur möglich dank der im Dampf latenten, mit dem
Thermometer nicht meßbaren Wärme.
An Wasserstandsgläsern, die Watt statt der Probierhähne bei den
Dampfkesseln einführte, konnte er jederzeit ablesen, wieviel Wasser
verdampft war. Er konnte also auch feststellen, wievielmal eine
bestimmte Menge Wassers den Zylinder mit Dampf füllte. Den Schluß,
den er nun aus allen diesen mehrfach abgeänderten Versuchen und
Feststellungen zog, hätte er vielleicht auch ohne sie gewinnen können.
Es ist nicht abzusehen, warum der Gedanke, die Dampfkondensation in
einen besonderen Raum abseits vom Zylinder zu verlegen, nicht hätte
auftauchen können, nachdem man sich einmal klar geworden war, daß die
abwechselnde Erhitzung und Abkühlung des Zylinders überflüssigerweise
viel Brennstoff vertat. Dergleichen läßt sich aber nur hinterher leicht
sagen. Gerade die zahlenmäßigen Feststellungen gaben Watt erst recht
deutliche Vorstellungen, erhöhten sein Erstaunen und schärften sein
Nachdenken, wie der Brennstoffverschwendung abzuhelfen sei.
Helmholtz schilderte einmal in einer Tischrede, wie ihm am besten und
ehesten erlösende Gedanken kämen, wenn er wochenlang der gleichen
Sache nachging und sie auf Spaziergängen in sonniger, bergiger
Landschaft mit sich herumtrüge. Nietzsche schuf unter ähnlichen
Umständen seinen Zarathustra. Watt hat sich auf eine Anfrage Harts
über das erstmalige Aufblitzen der erlösenden Idee, nämlich des
getrennten Dampfverdichtungsraumes, folgendermaßen geäußert: »Eines
Sonntagnachmittags hatte ich im Glasgower Grün einen Spaziergang
unternommen: als ich halbwegs zwischen Hirts Haus und Arns Brunnen
war und meine Gedanken sich natürlicherweise mit jenen Experimenten
beschäftigten, die ich gerade anstellte, um Wärme im Zylinder zu
sparen, so kam mir eben auf jener Wegstrecke der Gedanke in den Sinn,
daß, weil Dampf ein elastischer Dunst (~Vapour~) war, er sich ausdehnen
und in einen vorher luftleer gemachten Raum stürzen würde; und daß,
wenn ich einen luftverdünnten Raum in einem getrennten Gefäß herstellen
würde, dazu auch eine Verbindung zwischen dem Dampf im Zylinder und dem
luftleer gemachten Gefäß, jene Folge eintreten müßte.« Es war im Anfang
des Jahres 1765, daß Watt diese nachträglich so selbstverständlich
erscheinende Idee faßte. Mit ihr zugleich ergaben sich binnen zwei
Tagen alle übrigen Erfindungen zur Verbesserung der Dampfmaschine
gewissermaßen nur als Ergänzungen und von selbst. Die Entfernung
des Einspritz- und Kondensationswassers sowie der mit dem Wasser
eingedrungenen Luft mußte durch Pumpen erfolgen. Die Dichtung des
Kolbens in der Newcomenmaschine durch eine auf der oberen Kolbenfläche
ruhende, immer neu ergänzte Wasserschicht vertrug sich nicht mit dem
neuen Prinzip, den Zylinder andauernd so heiß als möglich zu erhalten.
Das Wasser über dem Kolben wäre verdampft oder hätte den Zylinder
gekühlt. Andre Dichtungsmittel, Wachs, Talg, Fett, Dung, mußten somit
erprobt werden. Auch die Luft über dem Kolben konnte in dem oben
offenen Newcomenschen Zylinder dessen Temperatur erniedrigen. Also war
der Zylinder oben zu schließen. Die Kolbenstange mußte durch ein Loch
des Deckels, durch eine Stopfbüchse, durchgehen. Dann ließ sich aber
auch der Dampf _über_ den Kolben leiten und dazu verwenden, den Druck
der atmosphärischen Luft zu ersetzen und den Kolben herabzudrücken. Um
nun auch von außerhalb des Zylinders die Kühlung durch umgebende Luft
zu verhindern, mußte der Zylinder von einem Mantel umgeben werden,
der Wärme nach außen nicht abgab und weit genug vom Zylinder abstand,
damit zwischen Mantel und Zylinderwandung Dampf eintreten konnte,
der die Temperatur innerhalb des Zylinders gleichmäßig erhielt. Alle
diese Verbesserungen ergaben sich, wie Watt selbst schreibt, in einem
oder zwei Tagen ungezwungen aus der einzigen, so fruchtbaren Idee vom
getrennten Kondensator. Und nun machte sich Watt an die experimentelle
Prüfung, um auch hier wieder zu zeigen, mit wie geringen Mitteln das
Genie Großes leistet.
Watts erste Maschine im Modell.
Viel Zeit und mehr Geld, als sich mit einem schuldenfreien Dasein
vertrug, hatte Watt an seine theoretischen und experimentellen
Untersuchungen gewandt, um die Größenbeziehungen zwischen Wasser,
Dampf, Zylinderfüllung und verdampftem Wasser herauszubekommen. Lange
war er im dunkeln weitergetappt, gefoppt von manchem Irrlicht, bis ihm
in wenig Stunden eine ganze Reihe neuer Ideen oder eine Hauptidee, die
aber eine Reihe andrer in ihrem Schoße barg, aufblitzte. Sofort machte
er sich an die Herstellung eines Maschinenmodells. Dieser denkwürdige
Apparat (Abb. 13) ist noch erhalten. Er befindet sich in London im
Kensingtonmuseum. »Ich nahm eine große Messingspritze, eindreiviertel
Zoll Durchmesser und zehn Zoll lang, machte aus Zinnblech einen Deckel
und Boden daran, dazu eine Röhre, die (zu der als Zylinder dienenden
Spritze) vom Kessel her den Dampf nach beiden Enden des Zylinders
führen sollte; eine zweite Röhre hatte den Dampf von dem oberen Ende
des Zylinders nach dem Kondensator zu leiten -- denn um Apparat zu
sparen, kehrte ich den Zylinder um (so daß die Kolbenstange nach
unten hing und das Vakuum oberhalb des Kolbens erzeugt wurde); ich
bohrte der Länge nach durch die Kolbenstange ein Loch und befestigte
am unteren Ende ein Ventil, das Wasser herauszulassen, das bei
der ersten Zylinderfüllung durch den verdichteten Dampf entstehen
würde. Der Kondensator, den ich benutzte, bestand aus zwei Röhren
dünnen Zinnblechs, zehn oder zwölf Zoll lang und etwa ein sechstel
Zoll Durchmesser. Diese Röhren standen senkrecht und waren oben in
Verbindung mit einer kurzen wagrechten Röhre großen Durchmessers.
Letztere hatte auf der Oberseite eine Öffnung, die durch ein nach außen
gehendes Ventil geschlossen wurde. Diese Röhren wurden unten verbunden
mit einer andern senkrechten Röhre, die als Luft- und Wasserpumpe
diente. Beide Kondensatorröhren und die Luftpumpe wurden in eine
kleine, mit kaltem Wasser gefüllte Büchse gestellt. Diese Konstruktion
des Kondensators wurde gewählt, weil ich wußte, daß Wärme sehr
rasch dünne Metallplatten durchdrang, und bedachte, daß, wenn keine
Einspritzung in ein luftleer gemachtes Gefäß erfolgte, nur das Wasser,
aus dem der Dampf bestanden hatte, und die Luft, die mit dem Dampf oder
durch undichte Stellen eintrat, herauszuschaffen wären. Die Dampfröhre
wurde an einen kleinen Kessel befestigt.
[Illustration: Abb. 13. Watts erstes Modell einer Dampfmaschine mit
getrenntem Kondensator 1765.
(Aus »Zeitschr. d. Vereins D. Ingenieure« 1896, S. 979.)]