LIV. Ueber Perkins' Methode Gebäude mit heißem Wasser zu heizen. Ein von den HHrn. John Davies und George Vardon Ryder der Assecuranz-Gesellschaft zu Manchester erstatteter Bericht. Aus den Annals of Electricity and Chemistry. Jun. 1841, S. 475. Ueber Perkins' Methode Gebäude mit heißem Wasser zu heizen. Ehe wir die von uns angestellten Versuche auseinandersezen, wollen wir die beobachteten Erscheinungen kurz beschreiben und die Auskunft mittheilen, welche wir in einigen Gebäuden, die wir in Augenschein nahmen, erhielten. Es wurde bei der Inspection gefunden, daß die Birch-Kirche mehreremal großen Schaden gelitten hatte. Holz, Matten und Polster wurden an verschiedenen, den Wasserröhren naheliegenden Stellen auf eine beunruhigende Weise verkohlt. Hinsichtlich Hrn. Barbour's Waarenlager hat die weitere Untersuchung vollkommen bestätigt, daß es daselbst in der Nähe der Röhren zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Stellen brannte. Wegen der Unitarierkirche in Strangeways sind die Directoren der Assecuranz-Gesellschaft sowohl von Hrn. Ryder als Hrn. Rawsthrone schon über deren Zustand in Kenntniß gesezt worden, und der Schaden, welcher aus der Anwendung des Perkins'schen Apparats zur Heizung mit heißem Wasser erwuchs, ist unzweifelhaft hergestellt. Im naturhistorischen Museum wurde zu wiederholtenmalen die Hize in verschiedenen Theilen der Röhren verschieden gefunden, und zwar in einigen Fällen am stärksten an den von dem Ofen entferntesten Stellen, welche Thatsache durch unsere eigenen Beobachtungen bestätigt wird. Da dieser Umstand sehr viel Interesse erregte und allgemein in Zweifel gezogen wurde, so wollen wir jezt suchen, die Ursache davon anzugeben. Der Apparat besteht ganz einfach in einer langen eisernen Röhre ohne Ende, welche in verschiedenen Richtungen von einem Ofen ausgeht, wieder in denselben zurükkehrt, und in demselben zu einem Sechstheil der ganzen Länge eingesezt und spiralförmig gewunden ist, damit sie der Wirkung des Feuers hinlänglich ausgesezt ist. Die Röhre wird anfangs ganz oder beinahe ganz mit Wasser angefüllt, welches, wenn es erwärmt wird, sogleich zu circuliren anfängt und auf diese Weise in den Räumen, welche es durchläuft, die Temperatur erhöht. Die Röhren sind von der Weite, daß im Durchschnitt 11 Fuß ihrer Länge ungefähr eine Pinte (1/2 Maaß bayerisch) Wasser enthalten. In Verbindung mit dieser Hauptröhre stehen zwei andere, welche mittelst einer Schraube geöffnet werden, die eine um gegen das Ende Expansion zuzulassen, beide aber zur Einbringung des Wassers. So oft es anging, stellten wir unsere Versuche zu wiederholtenmalen und unter den verschiedensten Umständen an. In Ermanglung von Instrumenten, durch welche eine schnelle und genaue Bestimmung hoher Temperaturen möglich wird, nahmen wir zur Entzündung verbrennlicher und zur Schmelzung anderer Körper unsere Zuflucht, und hielten uns, die hiedurch angegebenen Grade anlangend, an die Autorität des Professors Graham. In dem naturhistorischen Museum wendeten wir zwar unsere Prüfungsmittel an, doch konnten wir dieß hier nur auf eine sehr beschränkte und unbefriedigende Weise. Hr. Walker begleitete uns in das Etablissement der HHrn. Vernon und Comp., Kupferstecher, wo wir Gelegenheit hatten, diese Heizmethode zwar etwas besser, doch immer noch unvollkommen einer Prüfung zu unterwerfen. Endlich willigte Hr. Walker in unser Verlangen ein, in seiner eigenen Behausung einen passenden Apparat aufstellen zu lassen, welcher unserer Prüfung gänzlich überlassen werden konnte. Dieser bestand in einer mehr als 140 Fuß langen Eisenröhre, von welcher 26 Fuß sich in dem Ofen wanden, wovon wenigstens 20 der vollen Wirkung des Feuers ganz ausgesezt waren. Als Zugabe zu diesem Apparat, wie er zuerst aufgestellt wurde, hatten wir noch ein als Zweig austretendes Rohr und einen Hahn, was uns in den Stand sezte, einen großen Theil der Circulation nach Belieben abzuschneiden und unsere Versuche in kleinerm Maaßstab und unter mannichfaltigen Modificationen anzustellen. Hr. Walker, der zur Zeit eben abwesend war, stellte uns seinen Werkmeister gänzlich zur Verfügung, so daß wir unsere Untersuchung ganz nach unserm Gutdünken verfolgen konnten. Die Gerechtigkeit erfordert es anzuerkennen, wie willig und mit welchem praktischen Geschik derselbe uns seine Dienste leistete. Der Apparat wurde Freitag den 5. l. M. aufgestellt, und nachdem alles in Ordnung war, wurden die Versuche am andern Morgen um 10 Uhr angefangen, zu welcher Zeit er sich in dem dazu gehörigen Zustand befand. I. Erste Versuchsreihe; mit der ganzen Röhrenlänge. 1) Die Röhre wurde sehr bald so heiß, daß kleine auf derselben liegende Federn versengt und zerstört wurden. 2) Bald darauf brachte sie Schießpulver zum Explodiren. 3) Am höchsten Theil der Röhre, einen Fuß von der Expansionsröhre schmolz Wismuth schnell bei einer 470° F. (195° R.) übersteigenden Temperatur. 4) Federn wurden augenbliklich versengt und Schwefelfäden leuchteten an derselben Stelle. 5) Schießpulver entzündete sich schnell an verschiedenen Theilen der Flüssigkeits- und der Expansionsröhre. 6) Stüke Holz von fünf verschiedenen Holzarten wurden verkohlt; aus dem Tannenholz floß reichlich Terpenthin. 7) Andere verbrennliche Körper wurden ebenfalls mehr oder weniger verkohlt. II. Versuchsreihe mit kürzerer Circulation. Durch diese Veränderung wurde sogleich ein größerer Druk wahrnehmbar, indem die Expansionsröhre und einige Fugen Dampf ausströmen und Wasser austreten ließen. 1) Rohrschabsel entzündete sich sogleich an der Röhre über dem Ofen. 2) An derselben Stelle schmolz Blei; die Temperatur muß daher 612° F. (257° R.) überschritten haben. 3) Verschiedene Holzspäne entzündeten sich an dem obern Rohr. 4) Baumwolle verglimmte ganz leicht an derselben Stelle. 5) Matten entzündeten sich an derselben Stelle. 6) Baumwolle, Hanf und in einer Barchentstube gesammelte flokige Substanz verbrannten an der zurükkehrenden verticalen Röhre. 7) Holzstüke, welche an verschiedenen Stellen der Röhre getroknet worden waren, wurden sehr stark angegriffen und waren in sehr kurzer Zeit verkohlt. Als wir bemerkten, daß die Expansionsröhre sich in bedeutender Bewegung befand und zu explodiren drohte, wurde die Temperatur reducirt und die Experimente auf eine Zeit lang eingestellt. Die Röhren wurden vor 3 Uhr wieder gefüllt und aufgeschraubt, in der Absicht, eine Explosion zu bewirken, und folgende Versuche wurden nacheinander angestellt: 1) gepulverte Krappwurzel wurde sogleich glühend, 2) mehrere Sorten Papier und Bindfaden wurden zerstört, 3) Wismuth wurde sogleich geschmolzen, 4) Baumwolle entzündete sich, 5) Schafwolle wurde schnell verkohlt. 6) Um fünf Uhr schmolz eine an der aufrechtstehenden Röhre befestigte Bleitafel schnell zusammen; der Dampf strömte heftig aus der Krümmung einer der oberen horizontalen Röhren und drei Minuten darauf fand die Explosion in der Ofenröhre auf der oberen Seite der siebenten Windung statt, an welcher man bei der spätern Untersuchung eine bei 2 Zoll lange und 1/16 Zoll breite Oeffnung fand. Nach Verlauf von zwei oder drei Minuten nach dem Beginn der Explosion war der Ofen seines Inhalts ganz entleert, welcher divergirend wie eine Feuermasse fortgestoßen wurde, so daß beinahe das ganze Zimmer davon erfüllt wurde. Durch die Gewalt, mit welcher die glühende Asche von der gegenüberstehenden Mauer und anderen Widerständen zurükgeworfen wurde, ward sie in großer Menge wie ein Feuerregen allenthalben umhergestreut; das Geräusch war so groß, daß dadurch eine Menge Leute von den anliegenden Straßen herbeigezogen wurden. Eine Menge im Zimmer befindlicher Gegenstände, wie z.B. Paktuch, Papier, Hanf wurden später brennend in mehreren Theilen des Hauses gefunden. Diese Erscheinungen und ihre unmittelbaren Wirkungen scheinen dieselben zu seyn, wie sie bei der Explosion in dem Magazine der HHrn. Crafts und Stell stattfanden, und hätten offenbar unter gleichen Umständen alle dieselben Folgen hervorgebracht. Diese Versuche zeigen klar, daß die Hize in verschiedenen Theilen der Röhre nicht dieselbe ist. In der Regel ist sie am obersten Theile am stärksten, wo die höhere Temperatur unter von Zufälligkeiten herrührenden Ausnahmen am längsten andauert. Am Anfang der Operation jedoch, und kurz nachdem frisch gefeuert wurde, war die Temperatur in der Flüssigkeitsröhre, welche an den Ofen stieß, am höchsten. Ein anderer Umstand, der auch eine Ungleichmäßigkeit in der Hize hervorbringt, muß ebenfalls beachtet werden: die Röhren sind nämlich keineswegs von gleichem inneren Durchmesser, woraus folgt, daß, da dieselbe Menge Wasser zu derselben Zeit durch jeden Theil des Apparates zu fließen hat, die Flüssigkeit an einer Stelle sich schneller als an der anderen bewegen und daher natürlich eine größere Menge Wärmestoff entwikeln muß. Die Differenz der verschiedenen Weiten der Röhren ist manchmal so groß, daß bei einigen, welche wir untersuchten, eine Röhre einen inneren Durchmesser von 9/16, eine andere von 3/4 Zoll hatte, welche also im Verhältniß von 3 zu 4 standen: die relativen Querschnitte der Röhren, welche die relativen Quantitäten der in einer gegebenen Länge enthaltenen Flüssigkeit repräsentiren, verhielten sich demnach wie 9 zu 16. Da nun die Geschwindigkeit in geradem Verhältnisse zum Durchschnitt der Röhre steht, so ist, wenn die des Wassers in dem einen Theile des Apparates zu 16 Fuß angenommen wird, die Geschwindigkeit in einem anderen Theile 9, oder die Schnelligkeit des Stroms wäre an einer Stelle beinahe das Doppelte von jener an einer anderen Stelle. In einem die Heißwasserheizung anempfehlenden Werke wird behauptet, daß „sich beim Erhizen die aufsteigende oder Flüssigkeitsröhre mit kleinen Dampfbläschen erfülle, welche rasch in den oberen Theil der Röhre steigen, und hier wieder zu Wasser verdichtet werden“; da nun aber verdichteter Dampf nahe siebenmal so viel Wärme erzeugt, als dieselbe Menge Wasser von derselben Temperatur, so haben wir auf einmal einen Grund dafür, daß die Wärme der Röhre in einiger Entfernung von dem Ofen in der Regel größer ist, als in dem angränzenden Theile. Diese anscheinende Anomalie, welche wiederholt beobachtet und geläugnet wurde, ist dadurch erklärt. Die Explosion kann unter verschiedenen Umständen von verschiedenen Ursachen herrühren: 1) Da das Wasser in Masse sich von 40° F. (3 5/9° R.), dem Punkte seiner größten Dichtigkeit, bis zu 212° F. (80° R.) dem Siedepunkte, um 5 Proc. seines Raumes ausdehnt, so muß die Ausdehnung desselben noch weit mehr betragen, wenn es auf hohe Temperaturen erhizt wird. Wenn daher die Röhren beinahe voll von Wasser, und die Expansionsröhre nicht entsprechend oder im gehörigen Zustande ist, so ist die Explosion unvermeidlich. 2) Die Verwandlung des Wassers in Dampf, wobei eine Expansion im Verhältniß einer Pinte Wasser zu 216 Gallons (1728 Pinten) Dampf erfolgt, und eine mechanische Kraft, die ein Gewicht von 37 Tonnen 1 Fuß hoch heben kann, erzeugt wird, muß auf die Röhren einen Druk ausüben, welcher ihre Zerstörung sicher zur Folge hat 3) Leute, welche diesen Apparat benuzen, haben häufig bemerkt, daß in gewissen Fällen eine Quantität Gas erzeugt wird und in beträchtlicher Menge entweicht, wenn man an dem oberen Theile der Röhren eine Oeffnung macht. Die einzigen Gase, welche auf diese Weise erzeugt werden könnten, sind die Elemente des Wassers, nämlich das Sauerstoff- und das Wasserstoffgas. Das erstere würde wahrscheinlich zur Oxydation des Metalls verwendet werden; nun wurde aber das Wasserstoffgas, welches dann zurükbleiben mußte, noch niemals durch irgend eine bisher angewandte comprimirende Kraft dahin gebracht, seinen Zustand zu verändern; es ist daher augenscheinlich, daß durch seine Erzeugung unvermeidliche Gefahr entstehen muß. 4) Die lezte Quelle einer Explosion bildet irgend ein zufälliges Hinderniß in den Röhren, und es ist wohl anzunehmen, daß ein solches Hinderniß bei kaltem Wetter leicht eintreten kann; es kam aber auch schon von anderen Ursachen herrührend vor, wie in dem Falle, wo eine fremdartige Substanz in die Röhren gelangt, was sich kürzlich in dem Etablissement der HHrn. Wood und Westheads zutrug. In einem sehr verbindlichen Briefe, welchen wir im Laufe unserer Untersuchung von Hrn. Robert Smirke erhielten, ist dargethan, daß, obwohl er „die Röhren niemals hinlänglich erhizt gefunden habe, um Holz zum Glühen zu bringen“, mit Ausnahme eines einzigen Falles, „doch wenn unvorsichtiger Weise Feuer gemacht wird, während die Röhre durch Eis oder einen sonstigen Zufall verstopft ist,“ die Röhre im Ofen springen oder nahe beim Ofen glühend werden könnte. „Ich habe die Röhre“, sezt er hinzu, „nur ein einzigesmal so heiß gefunden, daß die Glühhize sich aufwärts bis zu einer Entfernung von 12 Fuß von dem Ofen erstrekte.“ Derselbe gibt schließlich in seinem Brief eine schüzende Modification des Apparates an. „Um daher,“ sagt er, „ein Haus vor Feuersgefahr zu schüzen, würde ich den Ofen niemals in ein Zimmer (oder einen Keller) sezen, welches nicht feuerfest ist, noch würde ich die Röhre in irgend einem Theile ihres Umlaufes in wirkliche Berührung mit Holz oder anderen verbrennlichen Substanzen bringen.“ „Noch größere Sicherheit,“ sagt er, „wird erreicht, wenn man ein Sicherheitsventil an der Röhre über dem Ofen anbringt, durch welches einer Explosion oder einem Uebermaaße von Hize vorgebeugt würde.“ Das, was einmal der Fall war, kann unter ähnlichen Umständen wiederkommen. Die Vermeidung der wirklichen Berührung mit verbrennlichen Substanzen, wenn man sich derselben auch bleibend versichern könnte, würde bei einer Fortpflanzung der Glühhize längs der Röhre auf 12 Fuß wenigstens guten Grund zu Besorgnissen geben. Bei diesem System Häuser zu heizen, muß daher jede Nachlässigkeit im Schüren, oder jede Verstopfung der Röhren Gefahr bringen. Dem ersteren Uebel kann durch geeignete Vorsichtsmaßregeln begegnet werden; das leztere aber kömmt unerwartet, bleibt unbeachtet, und Vorsicht und Sorgfalt sind hier gleich unnüz.Die HHrn. Ryder (welcher diesen Bericht mit erstattete) und Rawsthorne haben schon früher Berichte über die Vorfälle, welche diese Untersuchung veranlaßten, gegeben, welche im Original als Beilagen A. und B. angefügt sind. Dieselben enthalten eine zum Theil ausführlichere Beschreibung des Augenscheins an den oben angeführten Brandstellen, des Laufes der Röhren u.s.w., deren Mittheilung wir als unnöthig umgehen können. Nur die Bemerkung glauben wir noch beifügen zu müssen, daß nach den von Hrn. Davies eingezogenen Erkundigungen über die Heißwasserröhren der oben erwähnten Kirche oder Capelle in Strangeways dieselben im Jahre 1839 eingesezt, also erst seit zwei Jahren im Gebrauch waren, daß sie bei großem Aufwand an Brennmaterial dennoch schlecht heizten, und wenn sie erhizt waren, einen sehr üblen Geruch verbreiteten. Der Boden unter den Röhren war, besonders an ihren Fugen, stark verbrannt. Es ist als ein Glük zu betrachten, daß nicht die ganze Capelle niederbrannte.