Read the book: «Verklaring van het stoomwerktuig»

Verschillende Auteurs

Verklaring van het stoomwerktuig

Eene algemeen bevattelijke beschrijving van deszelfs onderscheidene deelen, zamenstelling en werking

Gepubliceerd door Good Press, 2022

goodpress@okpublishing.info

EAN 4064066313494

Inhoudsopgave

opgehelderd door

Een Aantal Platen en de Benoodigde Tafelen.

TWEEDE DRUK.

verbeterd en vermeerderd door

D. VAN DEN BOSCH ,

's Rijks Hoofd-Machinist.

HET STOOMWERKTUIG

§ 1.

§ 2.

§ 3.

§ 4.

§ 5.

§ 6.

§ 7.

§ 8.

§ 9.

§ 10.

§ 11.

§ 12.

§ 13.

§ 15.

§ 16.

§ 17.

§ 18.

§ 19.

§ 20.

§ 21.

§ 22.

§ 23.

§ 24.

§ 25.

§ 26.

§ 27.

§ 28.

§ 29.

§ 30.

§ 31.

§ 32.

§ 33.

§ 34.

§ 35.

§ 36.

§ 37.

§ 38.

§ 39.

§ 40.

§ 41.

§ 42.

§ 43.

§ 44.

§ 45.

§ 46.

§ 47.

§ 48.

§ 49.

§ 50.

§ 51.

§ 52.

§ 53.

§ 54.

§ 55.

§ 56.

§ 57.

§ 58.

§ 59.

§ 60.

§ 61.

§ 62.

§ 63.

§ 64.

§ 65.

§ 66.

§ 67.

§ 68.

§ 69.

§ 71.

VOORBEELDEN.

§ 72.

VOORBEELDEN.

§ 73.

VOORBEELDEN.

§ 74.

§ 75.

§ 76.

§ 77.

§ 78.

§ 79.

§ 80.

§ 81.

§ 82.

§ 83.

§ 84.

§ 86.

§ 87.

BIJVOEGSEL.

VERKLARING DER AFBEELDINGEN,

Noot van de bewerker

zijnde eene

algemeen bevattelijke

beschrijving van deszelfs onderscheidene deelen,

zamenstelling en werking.

opgehelderd door

Inhoudsopgave

Een Aantal Platen en de Benoodigde Tafelen.

Inhoudsopgave

TWEEDE DRUK.

Inhoudsopgave

verbeterd en vermeerderd door

Inhoudsopgave

D. VAN DEN BOSCH,

Inhoudsopgave

's Rijks Hoofd-Machinist.

Inhoudsopgave

AMSTERDAM,

M. SCHOONEVELD en ZOON.

1843.

gedrukt bij bakels en kröber.

Daar met deze uitgaaf het beginsel is in het oog gehouden, om voor weinig geld iets nuttigs te leveren, zoo zal men ons wel verschooning schenken, voor het weder bezigen van het meerendeel der houtsnee-figuren van den eersten druk; geheel andere te doen vervaardigen, zoude den prijs te veel verhoogd, en daardoor het Werkje minder verkrijgbaar voor alle klassen gemaakt hebben; beter kwam het ons, op algemeen aanraden voor, eene geheele machine in zij-aanzigt en doorsnede in plaat achteraan te voeqen; door deze bijvoeging, zoo wel als door de meer volledige bewerking en de daaruit voortspruitende meerdere uitgebreidheid, dan de vorige druk, zal de lezer, hopen wij, zich gaarne de geringe prijsverhooging dezer uitgave getroosten en dezelve billijken.

De Uitgevers.

Figuur 1 - HET STOOMWERKTUIG.

HET STOOMWERKTUIG

Inhoudsopgave

§ 1.

Inhoudsopgave

Het groot en steeds toenemend belang van het stoom-werktuig in kunsten en handwerken verheft hetzelve tot een onderwerp, hetwelk de opmerkzaamheid van alle standen der maatschappij ten hoogste waardig is. De vernuftig uitgedachte en heerlijke toestel, waarmede vezels tot draden gesponnen werden, ontvangt deszelfs beweging van het stoom-werktuig, hetwelk insgelijks de beweging mededeelt aan de machinerie, waarmede vervolgens de gesponnen draden of garens tot doek geweven worden. Het stoom-werktuig is insgelijks de beweegkracht bij ontelbare andere kunsten, die onder de belangrijkste, waarmede de mensch bekend is, gerangschikt moeten worden. Er bestaat ook in der daad thans naauwelijks een voorwerp door den mensch vervaardigd, tot sieraad of tot nuttig gebruik bestemd, waarvan wij niet, in zekeren graad, het bestaan aan dit veel vermogende werktuig verschuldigd zijn. Met behulp van hetzelve halen wij steenkolen en ijzer-erts uit de diepste mijnen, en brengen het hinderlijke water uit dezelve naar boven; het erts in smeedbaar ijzer herschapen, wordt vervolgens door hetzelfde werktuig tot staven gevormd, en alzoo, zoo wel tot het smeden van ankers, waarmede de grootste zeekasteelen het woeden van wind en water kunnen uitstaan, als tot het vervaardigen van de fijnste borduurnaald gebezigd. Zoo bewonderenswaardig het stoomwerktuig is, ten aanzien van deszelfs onderscheidene wijzen van aanwending, als van de verbazende, aan zoo veel regelmaat verbondene, kracht door haar ontwikkeld, even zoo opmerkelijk is hetzelve, afgescheiden van deze of andere fabrijkmatige bewerking beschouwd; leverende de treffendste en heerlijkste toepassingen van eenige der voornaamste natuurwetten. (De grondbeginselen, waarop de werking van dit werktuig berust, zijn noch talrijk, noch moeijelijk te bevatten, daar hiertoe alleen vereischt wordt, dat men denzelven zorgvuldig, afzonderlijk en ordelijk eenige opmerkzaamheid schenkt, ten einde gemakkelijk van de vereenigde werking eene voldoende kennis te verkrijgen. Zoo de lezer, hoe weinig gemeenzaam hij ook met het onderwerp wezen moge, de volgende bladzijden slechts met aandacht leest, dan twijfelen wij geenszins, of hij zal een duidelijk en klaar begrip krijgen van alle grondbeginselen, waarop de zamenstelling van dit, in onze tijden zoo onmisbare werktuig, is gegrond.) Ten einde onze lezers hiertoe in staat te stellen, zullen wij de beschrijving van eenige weinige en eenvoudige grondbeginselen laten voorafgaan, waardoor de wetten, waarop de werking van het werktuig rust, opgehelderd worden.

§ 2.

Inhoudsopgave

Wanneer metalen of vloeistoffen verwarmd worden, dan zetten zij zich uit, of vermeerderen in omvang, dat is: worden grooter. Zoo men, bij voorbeeld, eene staaf ijzer neemt, die koud zijnde, volmaakt in een gat sluit of past, dan zal dezelve, verhit of gloeijend gemaakt, zoodanig uitgezet wezen, dat het gat de staaf niet meer zal kunnen omvatten, en niet eer, voor dat de staaf weder koud geworden is, zal dezelve in het gat, (hetwelk hiervan onveranderlijke grootte gedacht wordt) weder passen. Hoe geweldiger de aangewende hitte is, des te meer zal de staaf uitzetten, tot dat de hitte zoo geweldig wordt, dat de vaste zamenhang van het metaal ophoudt en smelt. Dat deze uitzetting of vermeerdering in uitgebreidheid ook met de vloeistoffen plaats heeft, hiervan kan men zich gemakkelijk overtuigen door eenen ketel geheel of volmaakt met water gevuld boven het vuur te plaatsen: want warm wordende, zal het vocht dadelijk daaruit vloeijen.

§ 3.

Inhoudsopgave

Deze eigenschap heeft aanleiding gegeven tot het uitvinden en zamenstellen van een in de kunsten en wetenschappen zeer nuttig en tevens onmisbaar werktuig, Thermometer genaamd, hetwelk aanwijzing doet van den warmtegraad, waarin hetzelve is geplaatst, zijnde als volgt zamengesteld.

Aan het eene einde van eene dunne glazen pijp, waarvan het gat klein en overal even wijd is, is een holle bol geblazen; door het andere opene einde is vervolgens deze bol, en een klein gedeelte der aangelegene pijp, het zij met gekleurde spiritus, of wel met kwik gevuld, dat geschiedt naar zekere handelwijze, die wij overbodig achten hier te verklaren, en volgens welke dan ook na de vulling, het opene einde der pijp wordt gesloten, en het ongevuld blijvende gedeelte pijp luchtledig gemaakt.—Men heeft alzoo eene vloeistof in glas opgesloten en voor uit damping of verlies beveiligd; omdat nu, de uitzetting van vloeistoffen door warmte, veel grooter is, dan die van het glas, zoo gebeurt het, dat de vloeistof bij verschil van warmtegraad, in de pijp rijst of daalt, en dit aanwijst op eene daarnevensstaande verdeeling of zoogenaamde schaal.

Maar om die verdeeling algemeen verstaanbaar, en voor verschillende Thermometers onderling vergelijkbaar te doen zijn, heeft men twee vaste punten tot grondslag gekozen. Een dezer vaste punten is de stand van den top der vloeistof, wanneer de Thermometer in smeltend ijs is gesteld; het andere, de hoogere stand, wanneer dezelve in zuiver water, dat in de vrije lucht kookt, is gedompeld: den eersten of laagsten stand der vloeistof in den Thermometer, noemt men het vriespunt, en den anderen of hoogeren het kookpunt. Van beide punten is door proeven bewezen, dat zij, in gelijke omstandigheden, van onveranderlijk temperatuur zijn. De onderlinge afstand dezer vaste punten wordt verschillend verdeeld; de hier te lande meest gebruikelijke, en welke wij in dit werkje overal zullen volgen, is in 180 deelen verdeeld, de Thermometerschaal van Fahrenheit genoemd. Men plaatst dan den Thermometer in smeltend ijs, en geeft een teeken of merk op de pijp of aangehechte plaat, ter hoogte van den top der ingeslotene vloeistof, vervolgens dompelt men denzelven in kokend water, geeft weder een merkteeken, en verdeelt de ruimte tusschen deze teekens in 180 gelijke deelen; volgens Fahrenheit telt men voor het vriespunt 32 deelen of graden, dus voor het kookpunt 212 graden, dat is: 180 graden hooger, en zie daar den Thermometer of warmtemeter vervaardigd; in nevensstaande plaat, als met uitgebroken middendeel of verkort, afgebeeld.

Wij moeten onze lezers hier opmerkzaam maken, dat de verdeeling der schaal, tusschen de vaste punten, in 180 graden, eene zeer willekeurige zaak is. In Frankrijk en ook bij ons te lande, (doch minder algemeen) verdeelt men den afstand tusschen het vries- en het kookpunt in 100 gelijke deelen, waarbij het eerste met 0 en het laatste met 100 geteekend wordt. Deze verdeeling wordt de honderddeelige (centigrade) of dien naar Celtius genoemd, terwijl nog eene andere wijze, waarbij de opgegeven ruimte in 80 deelen verdeeld wordt, de Reaumursche of dien naar Deluc is. De handelwijze om de eene verdeeling in de andere over te brengen, vindt men in onderscheidene werken opgegeven, onder anderen in ARNOTT'S grondbeginselen der Natuurkunde, welk werk bij de uitgevers dezes te bekomen is.

§ 4.

Inhoudsopgave

Door toevoeging van warmte gaat het ijs tot water over. Zoo wij in dien toestand meerdere warmte aanvoeren, dan zet de vloeistof zich meer en meer uit, tot dat dezelve begint te koken. In dezen staat, rijst van de oppervlakte damp op, die dikker en als gejaagd, onder den naam van stoom bekend is. Op 32 graden Fahrenheit, het vriespunt, begint het ijs te smelten, en op 212 graden, het kookpunt, ontwikkelt zich de eigenlijke stoom, terwijl de damp, welke op eenen lageren graad van warmte opstijgt, ook den naam van wasem draagt.

§ 5.

Inhoudsopgave

Overal zullen wij hier voor het uitdrukken van eenige warmtemaat den met kwik gevulden Thermometer bezigen. Dat vloeibaar metaal is voor dit gebruik bijzonder geschikt, niet alleen om dat hetzelve eene zeer strenge koude behoeft, om te verstijven, (39 graden onder 0 graden) en niet eer dan belangrijk verhit kookt (660 graden); maar ook om dat het kwik in glas opgesloten, blijkbaar evenredig uitzet (vooral tusschen het vries en kookpunt van het water), met de hoeveelheid toenemende warmte; dat wil zeggen: zoo eene zekere hoeveelheid warmte, het kwik in den Thermometer, van 30 tot 40, dus 10 graden, doet stijgen, dan zal het toevoegen van eene gelijke hoeveelheid warmte, het kwik weder 10 graden doen klimmen, en dus tot 50 brengen; drie maal zoo veel warmte op 60, viermaal zooveel warmte op 70 enz.

Het is eene algemeene eigenschap, dat vloeistoffen, die in eenen ongedekten of openen ketel, in gemeenschap met de vrije lucht, verwarmd worden, ophouden warmte aan te nemen, wanneer dezelven koken: zoo zal men het kwik eens Thermometers, die in water (dat verwarmd wordt) gedompeld is, bij gewonen toestand der omringende lucht, niet hooger dan tot 212 graden zien klimmen, terwijl het water als dan zal aanvangen te koken, en, bij doorgaande werking van het vuur onder den ketel, stoom te leveren; de warmte, die het vuur dus vervolgens afgeeft, gaat na het kookpunt slechts door het water, om, zich daarmede vereenigende, stoom te vormen. Het water alzoo in dampvormigen staat overgegaan, beslaat 1700 maal zooveel ruimte, als in deszelfs vorigen of druipenden staat; eene kubieke palm water levert dus 1700 kubieke palmen stoom in de vrije lucht.[1] Hoeveel warmte zich met het water vereenigd heeft, om stoom daar te stellen, wordt door den Thermometer dus niet aangewezen, en deze zal ook, ofschoon men denzelven in den voortgebragten stoom plaatste, geen hooger kwikstand teekenen; al deze warmte, waarvan men de maat door den Thermometer niet kent, en die als een bestanddeel van den stoom zelven moet beschouwd worden, draagt den naam van verborgene warmte. In waterstoom maakt, de verborgene warmte nog al eene belangrijke hoeveelheid uit; waarnemingen, door middelen, waarvoor hier geene plaats ter beschrijving bestaat, hebben bewezen, dat voor het daarstellen van zoodanigen stoom, ruim 6-1/2 maal zoo veel warmte noodig is, als vereischt wordt, om water van een gemiddeld temperatuur tot 212 graden, of tot het kookpunt, te verwarmen. Bijvoorbeeld: zij gesteld, dat men water, dat de temperatuur van 62 graden bezit, tot het kookpunt, 212 graden, verwarmt, dan moeten 150 warmte graden daaraan worden medegedeeld. Nu zal men niet eer stoom, die dezelfde temperatuur teekent, daarvan kunnen verkrijgen, dan na mededeeling van nog 1000 graden warmte bovendien, de verborgene warmte van waterstoom uitmakende, en die dus meer dan 6-1/2 maal 150 graden bedraagt.

[1] Alle maat- en gewigtopgaven zijn Nederlandsche.

§ 6.

Inhoudsopgave

Wanneer stoom tot op de temperatuur van 212 graden verkoeld wordt, gaat dezelve van dampvormigen tot druipenden staat over, en wordt weder water, terwijl de verborgene warmte, door het verkoelend ligchaam, of het verkoelend vocht, dat men daartoe bezigt, wordt opgenomen. Men begrijpt ligt, dat aangezien de verborgene warmte belangrijk is, er ook eene evenredig groote koele oppervlakte, of hoeveelheid koelend vocht, met den stoom in aanraking moet worden gebragt, om geheel tot water over te gaan, dat minder dan 212 graden temperatuur zal bezitten. Men noemt dusdanige overgang van stoom tot water, verdikking (Condensatie). De stoom tot water verdikkende of Condenserende, zal dan ook 1700 maal kleinere ruimte innemen, dus zullen zoo vele kubieke palmen stoom, slechts eene kubieke palm water opleveren; een natuurlijk gevolg, en het omgekeerde van hetgeen hooger van de stoomwording gezegd is.

§ 7.

Inhoudsopgave

Als nu, moeten wij onze lezers met andere beginselen bekend maken. Men neme eene glazen pijp of buis 8-1/2 palm lang, aan eene einde goed digt gesloten, doch aan het andere open. Deze pijp vulle men naauwkeurig met kwik, en dompele het opene einde in eenen bak, die met dezelfde vloeistof gevuld is. Hierbij zal men gewaar worden, dat slechts een gedeelte kwik uit de buis in den bak zal vloeijen, zoo dat ongeveer 7 palm en 6 duim, (gemeten uit de oppervlakte van het kwik in den bak), in de pijp zal blijven staan, en dat eene ledige ruimte boven bij den top der pijp bestaat. Hierbij hebben wij ondersteld dat de pijp loodregt gehouden wordt, of zoodanig, dat eene loodlijn met den stand der buis evenwijdig is, in het wetenschappelijke zegt men: de buis staat perpendiculair op het vlak der vloeistof. Zoo wij nu aannemen, dat, terwijl het ondereinde steeds in het kwik gehouden wordt, de buis naar de eene of andere zijde overhelt, dan zal men gewaar worden, dat het kwik in dezelve meer pijplengte zal innemen, zonder dat echter de loodregte of perpendiculaire hoogte van het kwik boven het oppervlak in den bak, eenige verandering zal ondergaan; en zoo veel helling zal men aan de pijp kunnen geven, dat de top der kwikkolom, aan het gesloten boveneinde der pijp raakt. Het is geheel onverschillig welke meerdere lengte of wijdte de pijp heeft, altijd zal men nagenoeg eene zelfde kwikhoogte opmerken; zegge nagenoeg, om dat die hoogte van de veranderlijke zwaarte des dampkrings afhankelijk is, gelijk later zal opgemerkt en aangewezen worden.

§ 8.

Inhoudsopgave

Zoo wij in plaats van met kwik, diezelfde pijp met water hadden gevuld, dan zoude men deze vloeistof geenzins hebben zien dalen; de reden daarvan is gelegen, dat het water, ligter dan het kwik zijnde, met die geringe hoogte geene drukkende zwaarte genoeg bezit. Voor water zoude men eenen pijp behoeven die ongeveer 13-1/2 maal zoo lang was, dewijl het kwik ook nagenoeg zoo veel malen soortelijk zwaarder is. In eene loodregtstaande pijp, die 11-1/2 el lang is, bovenwaarts gesloten, en met het opene ondereinde onder water gedompeld, zal dienvolgens eene waterkolom blijven staan van ongeveer 103 palmen hoog. Indien wij nog ligtere vloeistoffen kiezen, dan zal ook de pijp, in evenredigheid van het soortelijk gewigt dier vloeistoffen, langer moeten zijn. De gemiddelde hoogte der kwikkolom, 7.6 palm zijnde, is die der waterkolom 103 palmen, eene mede evenwigtige kolom raapolie 112, en eene van spiritus of gewone alcohol 118 palmen hoog; allen in nabijkomende getallen uitgedrukt. Wat van het ophouden dezer kolommen oorzaak is, zullen wij trachten volgenderwijze te verklaren.

§ 9.

Inhoudsopgave

Wanneer wij, bij voorbeeld de monding van een bierglas met eene blaas, die eenen doorgaanden en daarin digt gebondenen gewonen pijpensteel bevat, sluitend overspannen, en door dien pijpensteel de lucht uit het alzoo afgeslotene bierglas voor een gedeelte zuigen, dan zal men zien, dat de blaas naar binnen bewogen zal worden. Dit wordt te weeg gebragt door den druk der omringende buitenlucht, gedurende het ijler worden der lucht, die in het glas besloten is; een verschijnsel, dat dus eenvoudig zich zelf als 't ware verklaart. Verder: zoo wij twee holle kommen nemen, waarvan de randen volmaakt op elkander sluiten, en door een zeker werktuig, luchtpomp genaamd, de lucht uit de binnnenholte trekken, dan zullen wij ondervinden, dat er eene aanmerkelijke kracht vereischt wordt, om de twee kommen van elkander te trekken. Zoo zal, wanneer de twee holle kommen, na op elkander gevoegd te zijn, eenen hollen kogel vormen, waarvan de grootste middellijn of diameter niet meer bedraagt dan 1 palm, er eene kracht van omstreeks 81 ponden vereischt worden, om de beide halve bollen van elkander los te rukken. Om de oorzaak van dit verschijnsel te verklaren, doen wij opmerken, dat het eene waarheid is, dat de lucht, die wij inademen, gelijk bij de proef met het bierglas reeds bleek, werkelijk gewigt heeft; want zoo een holle kogel gewogen wordt, terwijl dezelve nog met lucht gevuld is, en naderhand insgelijks op de weegschaal wordt gelegd, als de lucht er is uitgehaald, dan zal de bol in het laatste geval minder wegen, dan in het eerste. In der daad is ook gevonden, dat eene kubieke el drooge lucht, die in digtheid den gemiddelden druk des dampkrings evenaart, op de temperatuur van 62 graden, ruim 1 pond en 2 oncen weegt. Daar dit dan het geval is, zoo moet aangenomen worden, dat ook ieder voorwerp, een zeker gewigt, of eene drukking van de lucht heeft te verduren, dewijl die lucht de aarde overal omringt, en daarom dampkringsdruk genoemd wordt.

De oorzaak derhalve, waardoor de over het glas gespannene blaas naar binnen zet, moet daarin worden gezocht, dat de buitenlucht dezelve met kracht drukt, terwijl in de binnenruimte geen genoegzame tegendruk, door de uitzuiging of verijling te weeg gebragt, bestaat. Deze zelfde oorzaak geldt insgelijks, bij het tweede aangehaalde voorbeeld. Wanneer de lucht nog in den kogel besloten is, dan drukt zij de halve bollen met dezelfde kracht naar buiten, als de buitenlucht dezelve tegen elkander perst, zoo dat de eene kracht met de andere evenwigt maakt, en de halve bollen gemakkelijk van elkander verwijderd kunnen worden. Zoodra de lucht echter uit de binnenruimte werd verwijderd, en de halve bollen luchtdigt op elkander sloten, bestond er in de inwendige ruimte geene kracht, om de drukking van de buitenlucht tegenstand te bieden, welke tegenstand derhalve door eene van buiten aangewende kracht moest worden vervangen, zoodat men het gewigt van de buitenlucht, om zoo te spreken, moest opligten.

§ 10.

Inhoudsopgave

Op dezelfde wijze kunnen de daadzaken, die wij in § 7 en 8, betrekkelijk de buis met water, olie, spiritus en kwik hebben bijgebragt, verklaard worden. Toen wij vooronderstelden, dat de pijp met kwik gevuld, en met het opene einde in den bak gedompeld was, bleek het klaar, dat deze vloeistof, uit hoofde van haar gewigt, geheel uit de buis zoude gevloeid zijn, zoo haar geen tegenstand geboden werd; en wel tot zoo ver, dat de oppervlakte van het kwik in den bak met die in de buis dezelfde hoogte bereikte. Wij hebben echter doen opmerken, dat dit werkelijk het geval niet is, maar dat het kwik tot op eene hoogte van ongeveer 7.6 palm in de buis hangen bleef. De verklaring van dit verschijnsel is de volgende. Daar de buis of pijp geheel en al met kwik gevuld is, zoo bevindt zich geene de minste lucht in dezelve, het kwik zou bij het omkeeren ook werkelijk geheel naar beneden storten, in geval het opene ondereinde der pijp in geen' bak met kwik gedompeld stond; dewijl nu de lucht, overal op het oppervlak van het kwik in den bak drukt, uitgezonderd voor dat onbelemmerd klein gedeelte, dat het inwendige der pijp omvat, en waartoe de buitenlucht niet kan naderen, zo moet het kwik noodzakelijk, op eene zekere hoogte in den pijp blijven staan, opdat de zwaarte van die kolom, met de luchtdrukking of dampkrings-lucht daar buiten, evenwigt make. Ten duidelijkste kan dit ook bewezen worden door de pijp met stoom te vullen, en dan het opene eind in den kwikbak te dompelen. Wanneer als dan de stoom tot beneden 212 graden verkoeld is, (op welken graad dezelve, zoo als vroeger in § 6 is aangetoond, tot water overgaat, en als zoodanig eene 1700 maal geringere ruimte inneemt, dan in den toestand van stoom zelven,) dan zal het zich vormende water slechts een 1700ste deel der ruimte van de pijp innemen, en dezelve tevens luchtledig laten. Bij dezen stand van zaken zal de lucht op de oppervlakte van het rondom gelegene kwik persen, en hetzelve noodzaken, tot op de reeds opgegevene hoogte van 7.6 palm te stijgen, daar die vloeistof ook natuurlijk naar dien kant uitwijkt, alwaar zij geenen tegenstand ondervindt. In § 8 hebben wij echter doen opmerken, dat water veel hoogeren stand in de pijp behoudt, en olie of spiritus nog hooger. Wat zou nu de oorzaak van dit onderscheid in hoogte anders kunnen zijn, dan het onderling verschil in soortelijk gewigt dezer vloeistoffen zelven? Het is klaar, dat eenige vloeistof uit het ondereinde van de buis zal vloeijen, zoo lang het gewigt van dezelve grooter is, dan de kracht, die tegenstand biedt, of die haar in de buis tracht op te houden. Deze kracht nu is de drukking van den dampkring op de oppervlakte van de vloeistof in den bak, waarin het opene einde gedompeld is. Zoo wij nu aannemen, dat de opening aan dit ondereind van de buis juist eene vierkante duim is,[2] dan zullen wij door naauwkeurige waarnemingen ondervinden, dat de gemiddelde druk des dampkrings, bij eene temperatuur van 62 graden, evenwigt maakt met eene kwik-water-olie- of spirituskolom, die met zulk een grondvlak 103.3 looden weegt; zegge gemiddelde druk, om dat de dampkring aan meer of mindere zamenpakking onderhevig is, en behalve dat de dampkringshoogte mede invloed heeft, zoodat gemeld gewigt van het gemiddeld oppervlak des Oceaans geldt. Den gemiddelden druk des dampkrings dus voor een oppervlak, dat een vierkante duim groot is, kennende, zoo is deszelfs druk voor eenig ander oppervlak daarna te berekenen:—Thans moet nog gezegd worden, dat de door den dampkring op gehoudene kwikkolom in eene glazen pijp, waarvan boven gesproken werd, den algemeen bekenden Barometer is. De Barometer is dus een werkelijke weger van den dampkring; men weet dat de kwikhoogte in dat Instrument aan dagelijksche verandering onderhevig is, dat is: het zwaarte verschil des dampkrings volgt, en dat wij daardoor tot weervoorspellingen in staat geraken. Tusschen deze veranderingen heeft men eenen gemiddelden stand gekozen, die de gemiddelde stand des Barometers, of de gemiddelde druk des dampkrings, boven gebezigd, genoemd wordt. Vervolgens heeft de meer of mindere verheffing van den kwikbak des Barometers ook invloed op deszelfs stand, omdat de hoogte des dampkrings daarvan afhangt, van daar de bepaling: gemiddelde stand des Barometers aan het gemiddeld oppervlak des Oceaans; alzoo is de gemiddelde stand des Barometers aan het gemiddeld oppervlak des Oceaans, bij eene temperatuur van 62 graden, naauwkeurig, 7.62 palm, welke kwikhoogte als boven gezegd is, per vierkante duim met 103.3 loden drukt.

Vierkant

[2] Wanneer wij een stuk papier nemen en hetzelve in eenen vierkanten vorm snijden, zoodat de zijden AB, AD, CB, en CD gelijk zijn, en ieder eenen duim lengte hebben, terwijl de hoeken regt of winkelhaaksch zijn, dan wordt de alzoo ingeslotene ruimte, een' vierkanten of kwadraat duim genoemd.

§ 11.

Inhoudsopgave

Met deze weinige kundigheden zijn wij reeds in het bezit van de belangrijkste grondbeginselen, waarop de werking van het stoomwerktuig berust, en waarvan wij thans het gebruik zullen verklaren. Het kan echter niet ongepast zijn, om dezelven in het kort te herinneren, daar zij in het vervolg menigwerf zullen te pas komen. De grondbeginselen dan zijn: 1º. Het water zet uit, of vermeerdert in uitgebreidheid, wanneer hetzelve verhit wordt. 2º. Wanneer het water tot op het kookpunt (212 graden) verhit wordt, gaat deze vloeistof tot stoom over, en neemt in dien staat een 1700 maal grootere ruimte in. 3º. Dat de verborgene warmte van waterstoom 1000 graden bedraagt. 4º. Zoo de stoom tot beneden de 212 graden wordt afgekoeld, verdikt dezelve tot water, en vermindert 1700 malen in uitgebreidheid, terwijl de verborgene warmte weder vrij raakt. 5º. De dampkring oefent gemiddeld eene bestendige drukking uit, die aan de oppervlakte van de aarde, welke met het gemiddeld oppervlak des Oceaans overeenkomt, een vermogen uitoefent van 103.3 looden op elken vierkanten duim, of die op iedere vierkante palm, met een gewigt van 103.3 ponden drukt, welk gewigt, overeenkomstig den stand des Barometers, aan wijziging onderworpen is.

§ 12.

Inhoudsopgave

Onderstellen wij, dat een fornuis of vuurhaard A, zoo ingerigt is, dat de door het vuur ontwikkelde warmte aan den ketel B wordt medegedeeld, en het daarin vervatte water kan doen koken, en in stoom veranderen; dat die stoom geenen anderen uitweg heeft, dan door de buis of pijp C C, waarvan het eene uiteinde met het inwendige van den top des ketels B gemeenschap heeft, en daaraan bevestigd is, terwijl het andere einde met het benedengedeelte van den cilinder D mede gemeenschap heeft. Aan het ondereinde van deze buis bevindt zich eene kraan J, op de gewone wijze ingerigt. Door middel van deze kraan is men in staat, om de gemeenschap tusschen den ketel B en den cilinder D af te sluiten, of daar te stellen, zoo dat men naar goedvinden, alleen door het omdraaijen van deze kraan, den stoom toegang naar den cilinder verschaffen kan of niet. Aan de tegenovergestelde zijde van den cilinder D bevindt zich, nabij den bodem, eene andere pijp K, waardoor eene gemeenschap daargesteld wordt tusschen den cilinder en eenen bak koud water I. Deze gemeenschapsbuis is insgelijks met eene kraan K voorzien, zoo dat men mede naar goedvinden, de gemeenschap tusschen den koudwaterbak en den cilinder afsluiten kan. De cilinder is van gegoten ijzer vervaardigd, en van binnen volmaakt gelijkwijdig rond geboord. In den cilinder sluit een uit gegoten ijzer, of uit metaal bestaande, zuiger E, die rondom met eene uitzetbare zelfstandigheid, hennep of vlas, is ompakt, ten einde dezelve volmaakt sluitende zij, en nogtans gemakkelijk op en neder bewogen kan worden, zonder de minste lucht of stoom tusschen zich en den binnenwand van den cilinder door te laten. Aan dezen zuiger is eene stang, waaraan in deze schets, eene beweegbare ketting F F, als verbonden, is afgebeeld, die, over eene beweegbare schijf of spoorwiel G geslagen, aan het andere einde met een gewigt H, voor tegenwigt, bezwaard is; en wel zoodanig, dat wanneer de zuiger geene verhindering, dat is onder en boven gelijken tegenstand ondervindt, deze altijd, door dit tegenwigt, naar het bovendeel des cilinders gevoerd wordt.

Een en ander op deze wijze ingerigt zijnde, zoo vooronderstel, dat het vuur in het fornuis A worde opgestookt, en dat het water in den ketel B aan het koken geraakt, dan zal, bijaldien de kraan J open is, de stoom, die van de oppervlakte des waters uit den ketel stijgt, door de pijp C C in den cilinder D dringen, zorg gedragen zijnde, dat de kraan K, waarmede de gemeenschap met den koudwater bak I daargesteld wordt, zoo lang gesloten blijft. Het gedeelte van den cilinder beneden den zuiger E zal dus spoedig met stoom gevuld wezen, en zoo men, daarop de kraan J sluit, wanneer den zuiger, door de toevloeijing der stoom om hoog gerezen is, zal de gemeenschap tusschen den ketel en cilinder afgesloten zijn. Thans opene men de kraan K, zoo dat daardoor eenig koud water uit den koudwaterbak I in den cilinder vloeit, waardoor, volgens § 8, de stoom tot beneden 212 graden zal worden bekoeld, en derhalve, zich verdikkende, nu, in plaats van de geheele ruimte beneden den zuiger E, slechts omstreeks het 1700ste gedeelte zal innemen, hetwelk dus met de hoeveelheid koud water, dat uit den bak I is ingedrongen, een betrekkelijk klein gedeelte der ruimte van den cilinder beslaan zal. Deze ruimte zal dan nagenoeg volkomen ledig zijn, en zeer weinig tegendruk zal tegen het ondervlak des zuigers bestaan. De volle dampkring echter drukt op de bovenvlakte van den zuiger, en oefent een vermogen uit, om dien naar beneden te drijven, alzoo hij nu aan de onderzijde bijna geenen tegenstand ondervindt. Hierdoor zal derhalve de zuiger dalen, den ketting F F met zich medevoeren, en dus het gewigt H doen rijzen. Zoo men vervolgens door de kraan, die in den bodem van den cilinder geplaatst, en in de afbeelding slechts met flaauwe trekken aangewezen is, het water laat afloopen, dan zal, na sluiting van alle drie de kranen, de zuiger zich aan het benedeneinde van den cilinder bevinden, en door de drukking van den dampkring in dien stand gehouden worden. Men opene vervolgens de kraan J, waardoor op nieuw den stoom toegang in het benedengedeelte van den cilinder verschaft wordt, welke stoom, wanneer die gelijke kracht met de drukking van den dampkring uitoefent, den zuiger met hetzelfde vermogen zal opdrijven, als dezelve door den eersten wordt nedergedrukt, zoodat de drukking op het boven- en benedenvlak aan elkander gelijk is, en toelaat, dat de zuiger even zoo gemakkelijk naar boven als naar beneden bewogen kan worden, even alsof er geen stoom of dampkring bestond. Daar nogtans het gewigt H, het vermogen heeft, om den ketting F, die aan den zuiger vast is, naar beneden te trekken, zoo zal die zuiger eene meerdere neiging hebben om te stijgen, hetwelk ook werkelijk het geval zal zijn, zoodat hij wederom de stelling aanneemt, die in de afbeelding is voorgesteld. Hierop sluite men wederom de kraan J en opene de koudwaterkraan K, waardoor de stoom andermaal verdikt zal worden, geene drukking beneden den zuiger zal plaats hebben, en deze dus wederom door de drukking van den dampkring naar beneden of naar den bodem van den cilinder bewogen zal worden. Door deze bewerking kan men de beweging des zuigers zoo menigmaal herhalen als men verlangt, en aan denzelven eene op- en neergaande beweging in den cilinder mededeelen.

Met betrekking tot dusdanigen toestel moeten wij alleen doen opmerken, dat het water, hetwelk ter verdikking van den stoom gebezigd, zoowel als dat, hetwelk door den overgang van stoom tot water geboren wordt, gestadig moet worden afgetapt, door den kraan in den bodem des cilinders; dewijl bij gebreke van dien, dit gezamenlijke water, eindelijk den ganschen cilinder zoude vullen, en dus de beweging van den zuiger onmogelijk maken. Bovendien is aanvankelijk onder den zuiger eenige lucht in den cilinder aanwezig welke men door deze bodemkraan, vóór het indringen van den stoom uitgang moet geven, dat is alleen, vóór het eerste in beweging stellen des zuigers. Behalve dat, ontwikkelt zich uit het koelwater ook nog eenige lucht, die mede telkens, bij het ontlasten van dit water, uit den cilinder uitgedreven wordt.

Deze eenvoudige toestel is nu in der daad een stoomwerktuig, en de lezer zal wel doen, om met aandacht de beschrijving na te gaan, die wij van denzelven gegeven hebben; want door het goed begrijpen van de grondbeginselen der werking, zullen de volgende beschrijvingen des te gemakkelijker verstaan worden.

§ 13.

Inhoudsopgave

Bij eenige opmerkzaamheid zal men gewaar worden, dat het nut door het eenvoudig op- en neêrgaan van het gewigt H, van wege de overeenkomende beweging van den zuiger, zeer beperkt is. Doch men kan het eene einde van ketting F, in plaats van met een gewigt H, met den stang van eenen waterpomp-zuiger verbinden, ter opbrenging van water, in welke gesteldheid die stang een toereikend gewigt zal moeten hebben, niet alleen om den stoomzuiger tot aan het boven einde des cilinders te trekken, maar ook, om den waterpomp-zuiger tevens naar beneden te drijven, wanneer door het openen der sluitkraan J aan den stoom onder den zuiger, toegang verschaft wordt.

Nu gaan wij over om in de volgende § het stoomwerktuig te beschrijven, dat NEWCOMEN het eerst bezigde, om water uit mijnen op te brengen, en welk toestel eenen geruimen tijd daarvoor is gebruikt geworden, op hetzelfde grondbeginsel rustende, hetwelk wij in de voorgaande afbeelding hebben voorgesteld.

§ 15.

Inhoudsopgave

Onder en om eenen sterken, deels bemetselden ketel b, bevindt zich eene stookplaats of haard f. De hals p van den ketel, met eene kraan u voorzien, is vereenigd met den zuiver gelijkwijdig uitgeboorden cilinder, waarin zich een zuiger w, volmaakt digt sluitend, op en neder kan bewegen. Aan dezen zuiger bevindt zich eene stang x, waarvan het boveneinde vastgemaakt is aan een' ketting, die zich over een cirkelvormig gebogen stuk hout z voegt, en daaraan bovenwaarts is vastgehecht. Dit gebogen stuk hout vormt het eene uiteinde van eenen hefbalk of balans z a b, die op eene spil of as a beweegbaar is, en aan het einde b, even zoo gevormd is in cirkelboog, als bij z.

Het boogstuk b des hefbalks is ook met eenen daaraan bevestigden ketting d voorzien, welks ondereinde vastgemaakt is, aan eene zuigerstang ee van eene pomp in den put of de wel f geplaatst, waarmede het water uit de diepte kan worden opgebragt bij r; gg is het tegenwigt met de zuigerstang ee verbonden en dat met het nederdrukken des waterpompzuigers, tevens den zuiger w in den stoomcilinder ophoudt.

De as a, is met de balans (welke benaming wij bij voorkeur zullen blijven bezigen) hecht vereenigd, en draagt in holle metalen kussens boven op eenen stevigen tusschenmuur van het gebouw; zoo dat de rigting der beweging van de balans aan geene verandering onderhevig is. Tegen den tusschenmuur is een bak l gevoegd, waarin zich koud water bevindt, dat door eene pijp nn tot onder den zuiger w in den stoomcilinder kan komen, wanneer de kraan o dezer pijp geopend is; terwijl door eene andere pijp qq, het in den stoomcilinder gestroomde water, met hetgeen de verdikte of gecondenseerde stoom oplevert, ontlast; deze laatste pijp bevat bovendien eene benedenwaards openende klep, (in de figuur niet afgebeeld) die belet, dat het ontlaste water weder in het luchtledige des stoomcilinders opstijge; ook moet men zich nabij den cilinderbodem, eene kleine naar buiten openslaande klep, snuifklep genaamd, denken, (mede in de figuur niet zigtbaar) waardoor de lucht, die zich uit het in den cilinder gestroomde water ontwikkelt, bij elken nederslag van den stoomzuiger, ontsnapt.—m m is eene pijp waardoor de koudwaterbak gevuld gehouden wordt, en h wijst de belading aan, van eene op den ketel b geplaatste veiligheidsklep, over welke inrigtingen ter regter plaatse zal gehandeld worden.

§ 16.

Inhoudsopgave

Na uitleg van deze figuur, zal nu die der werking niet moeijelijk zijn. De ketel b wordt met eene toereikende hoeveelheid water gevuld, en het vuur in het fornuis f opgestookt. Wanneer dan het water kookt en stoom ontwikkelt, wordt de kraan u des ketels geopend, waardoor de stoom in den cilinder dringt, terwijl men tevens, den zoo even gedachten snuifklep open houdt, zoo lang tot dat de lucht, welke zich nu bij den aanvang onder den zuiger w in den cilinder bevindt, daardoor is ontsnapt. Gedurende deze toevloeijing van stoom uit den ketel, zal als nu door behulp van het tegengewigt gg, de zuiger w, in den cilinder opstijgen, terwijl de zuigerstang ee van de waterpomp in den put f nedergedrukt wordt. De zuiger w deszelfs hoogsten stand bereikt hebbende, zoo sluit men den toegang van den stoom met de kraan u af, opent daarna de kraan o van de pijp nn, waardoor dan dadelijk koud water uit den bak l in de cilinderruimte zal stroomen, hetwelk den daarzijnden stoom tot water verdikt of condenseert en die ruimte luchtledig maakt.

Den tegenstand onder den zuiger w aldus zoogezegd verniettegende, zoo zal dezelve door den druk of het gewigt des dampkrings dalen, welks druk, overeenkomstig hetgeen wij hooger gezegd hebben, nabij zoo veel malen 103.3 ned. ponden zal bedragen, als het oppervlak van den zuiger w, vierkante ned. palmen bevat.

De zuiger w met zulk een drukvermogen dalende, is nu in staat, met het tegenovergesteld balanseinde b, den pompzuiger in den put, met het daarop staande water, omhoog te heffen, om hetzelve bij r te ontlasten.

Wanneer de zuiger w, in deze manier weder nabij den cilinderbodem genaderd is, moet de kraan o (waaraan de eigenaardige naam van inspuit- of injectiekraan gegeven wordt) gesloten, en vervolgens de kraan u des ketels open gezet worden; als dan zal, met de weder toevloeijing van stoom onder den zuiger w, het in den cilinder gestroomde water, met hetgeen de gecondenseerde stoom gedurende de daling des zuiger heeft opgeleverd, door de pijp qq wegvallen, terwijl de ontwikkelde lucht uit dat water, door de boven gedachte snuifklep (waaraan weinig zwaarte gegeven is) als van zelve zal ontsnappen. Met het open zijn der ketelkraan u, zal de rijzing van den stoomzuiger en de daling van den waterpompzuiger weder aanvangen, om onder de aangewezene behandeling der kranen, eene op- en nedergaande beweging der zuigers te onderhouden, waardoor het water uit den put f wordt opgebragt.

Op zoodanige wijze is die eenvoudige stoommachine zamengesteld; doch wij zullen zien, dat daaraan nog veel ontbreekt, om aan eene geregelde en vertrouwde werking te voldoen. Onder anderen wordt hierbij steeds iemand vereischt, die de kranen op de juiste tijden opent en sluit, en waarvan de goede en regelmatige gang geheel afhangt. Insgelijks zal er nog iemand noodig zijn om den koudwaterbak gevuld, of toereikend met water voorzien te houden, terwijl tevens een derde moet zorg dragen, dat naar gelang het water in den ketel verkookt, dit met ander wordt aangevuld.

§ 17.

Inhoudsopgave

Sedert de uitvinding van het stoomwerktuig hebben de werktuigkundige onderscheidene middelen bedacht, om boven gezegde bewerkingen, door het werktuig zelf, te doen verrigten, en alzoo zich zelf in gang te houden. Het zou te ver buiten ons bestek leiden, om al de uitvindingen te verklaren, die voor dat doel gemaakt zijn, zoowel als van anderen te gewagen, die strekken, om de machine onafhankelijk te maken van toevalligheden of uitwerkselen, die het gevolg van verzuim, of onbedrevenheid van de zijde des gebruikers kunnen zijn.

Het voornemen is alleen, om onze lezers bekend te maken, met de inrigting van het stoomwerktuig in het algemeen, waarna wij het aan hen zelven zullen overlaten, om de geschiedenis na te gaan, van die verschillende inrigtingen, die men van tijd tot tijd heeft voorgeslagen en in het werk gesteld, en waarmede verschillende tijdschriften, die over de werktuigkunde handelen, nog dagelijks gevuld zijn.

§ 18.

Inhoudsopgave

Voordat wij echter verder gaan, moeten wij eene zeer gewigtige eigenschap van den stoom, waarvan wij nog geene melding gemaakt hebben, doen opmerken. De door ons tot dus verre beschouwde stoom is die, welke ontstaat bij eene temperatuur van omstreeks 212 graden, en is in uitzettend vermogen of spanning gelijk aan den gemiddelden druk des dampkrings: want zoo wij zoodanigen stoom, in eene beslotene ruimte doen vloeijen, waarvan de wanden zeer ligt breekbaar zijn, bijv: eenen glazen bol, dan zal de buitenlucht niet in staat zijn, om die wanden in te drukken, noch de daarin besloten stoom, die uit te zetten, omdat de drukking der lucht buiten, gelijk staat, of evenwigt maakt, met de spanning van den stoom binnen. Wanneer de ketel, waarin de stoom zich vormt, gesloten wordt gehouden, en het daaronder bestaande vuur blijft werken, dan zal het water en de stoom eene hoogere temperatuur dan 212 graden aannemen. Met eene steeds toenemende temperatuur, zal de stoom in eenen geheel geslotenen ketel, eene zoodanige kracht verkrijgen, in staat, om den ketel, hoe sterk ook, met geweld te doen bersten.

Stoom op de temperatuur van 212 graden, maakt evenwigt met den dampkringsdruk, die in gemiddelde omstandigheden, met 103.3 ned. looden per vierkante ned. duim overeenkomt; men zegt om die rede: stoom op 212 graden, heeft het vermogen van eenen dampkring of atmospheer; maar aangezien in alle tot heden gebruikelijke stoomwerktuigen, altijd stoom gebezigd wordt, die boven den dampkringsdruk is gespannen, zoo is men gewoon, alleen het verschil te noemen, of de meerdere spanning van den stoom boven den druk des dampkrings; alzoo zegt men: stoom op 234 graden temperatuur is op een' halven atmospheer gespannen, dat is: die boven den gemiddelden druk des dampkrings met 51.7 ned. looden belading per vierkante ned. duim evenwigt maakt, latende dus de 103.3 ned. looden voor eenen dampkring onvermeld; gelijkerwijze is stoom op 250-1/2 gr. aan een' atmospheer, (103.3 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom op 264 gr. aan een' en een' halven atmospheer (155 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom op 275 gr. aan twee atmospheren. (206.6 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom op 285 gr. aan twee en een' halve atmospheer (258.2 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom op 294 gr. aan drie atmospheren (309.9 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom op 302 gr, aan drie en een' halven atmospheer (361.5 ned. looden per vierkante ned. duim)—stoom 309 gr. aan vier atmospheren. (413.2 ned. looden per vierkante ned. duim) en stoom op 321-1/2 graden temperatuur aan de drukking van vijf atmospheren (516,5 ned. looden per vierkante ned. duim) gelijk; terwijl volgens het tot nu hier te lande geldende koninklijk besluit: gespannen stoom beneden eenen halven atmospheer: stoom van lage drukking, daar boven tot drie en eenen halven atmospheer, stoom van middelbare drukking, en hooger gespannen, stoom van hooge drukking genoemd wordt; wel te verstaan, boven den gemiddelden dampkringsdruk.

§ 19.

Inhoudsopgave

Laat ons nu overgaan tot de beschrijving der zamenstelling van eenen stoomketel, en tevens daarbij in acht nemen den toestel, waardoor de toevoer van stoom als andersints wordt geregeld. Deze ketel bestaat gewoonlijk uit ijzeren, of somtijds ook uit koperen platen, die op het hechtst en volkomen luchtdigt aaneengeklonken zijn, en waarvan de vorm, voor stoom welke een' halven atmospheer niet te bovengaat, overeenkomt, met eene langwerpig vierkante kast met rond gewelfden top. De bodem en zijwanden zijn een weinig binnenwaarts gekromd, doch het bovengedeelte is cirkelvormig gebogen. De volgende plaat is eene afbeelding daarvan, waarbij voorondersteld wordt: dat dezelve overlangs middendoor is gesneden. A is de stookplaats of vuurhaard, waarin op ijzeren roosterstaven het vuur brandt, boven eene aschkolk, die tevens tot doorstrooming van versche lucht dient. Het vuur beslaat, in lengte, hier meer dan het derde gedeelte van de geheele lengte des ketels, en moet van tijd tot tijd, wanneer men steenkolen tot brandstof bezigt, van slakken of sintels gezuiverd worden, terwijl de asch door de roosters naar beneden in de kolk valt. De ontvlamde rook strijkt over de brug b, die uit vuurvaste steenen bestaat langs den ketelbodem, en klimt in de rookleiding N N, die rondom den ganschen ketel in het metselwerk is gemenageerd; stijgt van daar in den schoorsteen X ter ontlasting in de opene lucht; alles derwijze ingerigt, opdat de hitte van den deels vlammenden rook de grootst mogelijke oppervlakte van den ketel raakt, ten einde aan het daarin vervatte water de meeste warmte mede te deelen.

Zoo als in de afbeelding gezien wordt, is de ketel over de helft met water gevuld, en de rookleiding daaromheen niet boven de oppervlakte des waters verheven. Door de werking van het vuur tegen den bodem, en van den verhitten rook of het gaz op de zijwanden, wordt nu stoom in den ketel ontwikkeld, die vervolgens door den buis I in den cilinder kan vloeijen.

§ 20.

Inhoudsopgave

Het is een noodzakelijk vereischte, dat de stoom de benodigde krachtspanning niet te boven ga, daarmen anders stoom of vuur verspilt of wel den ketel in gevaar brengt. Om dit voor te komen, maakt men gebruik van eene veiligheidsklep, bij V f w aangeduid, en waarvan men de werking gemakkelijk zal kunnen begrijpen. In het hoogste gedeelte van den top des ketels is namelijk eene cirkelronde opening, met metalen rand voorzien, gemaakt, welke door eene volmaakt digt sluitende metalen plaat, klep genoemd, gedekt wordt. Op het midden dezer klep bestaat eene opstaande stang, die vrijelijk met eenen liggenden hefboom f w gemeenschap heeft. Deze hefboom, die beweegbaar is, drukt op de opstaande stang der klep, door middel van bij w, aangehangen gewigt, en houdt aldus deze klep op derzelver rand digt gesloten. Men noemt dit gewigt de belading van de veiligheidsklep, welke vergroot wordt, naar gelang het gewigt w, naar het uiteinde van den hefboom wordt verplaatst. Na een weinig overweging zal men dus bevatten, dat niet alleen het gewigt dezer klep, maar ook derzelver belading, door de stoomspanning binnen den ketel, moet overwonnen worden, om dezelve te doen ligten, en dat de stoom daarvoor altijd meer vermogen moet hebben, dan met den enkelen druk des dampkrings overeen komt; want de dampkring drukt, behalve de aangebragte belading, ook op de klep. Het gewigt kan overigens, het zij door verplaatsing, of door verandering met eenig ander, gewijzigd worden, naar gelang het behouden van eene zekere stoomspanning, in verband met de sterkte des ketels, zulks eischt; zoodat dusdanige toestel met regt den naam van veiligheidsklep draagt, wanneer te hoog gespannen stoom zich daardoor ontlast.

§ 21.

Inhoudsopgave

Behalve dit is het nog noodzakelijk, om te voorzien tegen elke geringe verandering in de spanning van den stoom, daar het van groot belang voor de geregelde werking van de stoommachine is, dat de veer- of spankracht van den stoom steeds dezelfde zij. Te dezen aanzien maakt men gebruik van eenen zeer vernuftig uitgedachten toestel, welke men eenen zich zelven regulerenden demper zou kunnen noemen, en die op de volgende wijze is ingerigt. Aan het gedeelte van den ketel, nabij den schoorsteen, is in den top van denzelven eene opstaande buis of pijp L L, aan beide einden open, ingesloten. Het ondereinde van deze pijp reikt tot in het water binnen den ketel. Daarin hangt een cilinder van gegoten ijzer aan eenen ketting, die over schijven P P loopt, en aan welks ander einde eene plaat D hangt. Deze plaat, schoorsteenregister of demper genoemd, kan zich vrijelijk in sponningen op en neder bewegen, en alzoo de beneden opening van den schoorsteen X, waarin de rookleiding van om den ketel uitloopt, meer of minder sluiten. Daar nu in de buis L L het kokende water wordt opgedrongen, (overeenkomstig het verschil tusschen de spanning van den stoom met de drukking des dampkrings,) en daar de lengte des kettings, die over de schijven P P loopt, met het betrekkelijk gewigt van den ingehangen cilinder en demper D, derwijze is geregeld, dat deze cilinder altijd het oppervlak van het in de buis L L staande water, volgt, zoo zal de demper D moeten zakken, wanneer het water en de cilinder in de buis L L rijst, hetgeen met vergroote stoomspanning door opdrijving van het water in de buis L L moet gebeuren. De demper D aldus zakkende, wordt de beneden opening van den schoorsteen verkleind, waardoor de trekking, en het daarvan afhankelijk vermogen van het vuur, vermindert, en diensvolgens mindere stoomontwikkeling of verhitting plaats vindende, de stoom in spanning moet verminderen of afnemen, tot de primitief bepaalde maat, die altijd zoodanig geregeld is, van ruim onder de spanning te zijn, welke tot het ligten der veiligheidsklep vereischt wordt. Het tegenovergestelde van dit alles zal plaats grijpen, wanneer de stoomspanning binnen den ketel beneden de aangenomene maat daalt: want dan zal het water met den cilinder in den buis L L dalen, en den demper D doen ligten; waardoor het vuur heviger trekking ondergaat, dus feller branden zal, en de stoom in spanning stijgt, tot zoo lang de demper D weder de bepaalde opening voor de juiste trekking des vuurs zal hebben daargesteld.

§ 22.

Inhoudsopgave

De lezer zal gereedelijk opmerken, dat teneinde dezen toestel volmaakt te doen werken, het water in den ketel steeds volkomen op dezelfde hoogte gehouden moet worden: want daar deze vloeistof, door het gestadige verbruik van den stoom, aan eene gedurige vermindering onderworpen is, zoo daalt de oppervlakte aanhoudend, en dus ook het water met den cilinder in de pijp L L, waardoor de demper D rijst, het vuur dus steeds meer en meer aanwakkeren en de stoom eene grootere spankracht verkrijgen zoude. Om dit te voorkomen, bezigt men eenen anderen daarmede verbondenen toestel, waardoor de ketel voortdurend van eene zelfde hoeveelheid water voorzien blijft, niettegenstaande het verlies daarvan door verbruik van stoom; dit wordt voeding-toestel genoemd en de toerigting daarvan is als volgt:

Op den top der buis L L (zie Figuur 2) bestaat eene verwijding, die eenen waterbak aldaar daarstelt; in het midden van welken eene doorgaande opene buis staat, waardoor de ketting van den cilinder vrijelijk beweegt, en het inwendige der buis L L gemeenschap met de dampkringslucht doet behouden; in den bodem van den hier aangeduiden waterbak is eene opening (in de figuur ter vermijding van verwarring niet afgebeeld,) die met eene klep gedekt is, en waardoor zich water in de buis L L kan storten. Die klep is aan eenen hefboom g t E verbonden, welke in t op eene steun draait of op en neder bewegen kan; van het uiteinde E dezes hefbooms, hangt eene dunne roede af, die door den top des ketels B B gaande, eenen zoogenaamden drijver F draagt, welken veelal van steen vervaardigd, voor een gedeelte in het water gedompeld is; aan het tegenovergestelde einde g van den hefboom is een tegenwigt gehangen, de betrekkelijke zwaarte van drijver en tegenwigt is voor eene bepaalde gedeeltelijke indompeling van den drijver geregeld, waarbij de klep van den waterbak op den top der buis L L, door den hefboom g t E gesloten gehouden wordt. Wanneer dan het water in den ketel vermindering ondergaat, zal noodwendig ook de drijver F moeten dalen, en den hefboom bij F naar beneden trekken, waardoor de klep in den waterbak zal geopend worden en water in de buis L L doen storten, dat zoo lang zal aanhouden, tot dat het water in den ketel weder op de noodige hoogte zal zijn geklommen, om door den drijver F de klep weder te doen sluiten. Het water, dat alzoo tot aanvulling dient, wordt in den bak op den top der buis L L, aangevoerd, door middel van eene kleine pomp, die door de machine bewogen wordt. De plaats in den top des ketels, bij e waardoor de dunne drijverroede gaat, is met eene geslotene bos voorzien, waarin de dunne roede, in hennep of vlas gepakt, genoegzaam vrij op en neder kan bewegen, zonder stoom door te laten; zoodanige bos wordt pakkingbos genoemd, terwijl de buis L L veelal den naam van voedingbuis draagt, en het daarin dienende water voeding water genoemd wordt.

Wat nu de hoogte betreft welke dusdanige voedingbuis L L behoort te hebben, zij opgemerkt, dat het water daarin zoo veel zal moeten kunnen opklimmen als noodig is, om de meerdere stoomspanning in den ketel boven die des dampkrings, te kunnen tegen drukken, met nog eenige hoogte meer tot speelruimte van den inhangenden cilinder.—Uit hetgeen wij in § 9 en § 11 gezegd hebben, kan men opmaken, dat wanneer de meerdere spanning van den stoom binnen den ketel, per vierkante ned. duim, 10 ned. looden boven die des dampkrings bedraagt, het water (hier rivierwater en kokend heet) ruim eene ned. el in den buis L L zal opklimmen, hetgeen voor eene vermeerdering van stoomspanning met 10 ned. looden, weder ruim eene ned. el meer zal zijn, wel te verstaan, gemeten uit het oppervlak van het water binnen den ketel; de meerdere stoomspanning boven den druk des dampkrings gegeven zijnde, kan men daaruit gevolgelijk de hoogte bepalen, tot welke het water in de buis L L klimt.

§ 23.

Inhoudsopgave

Niettegenstaande de eenvoudigheid van den hier beschreven toestel, en de zekerheid van de grondbeginselen, waarop een en ander rust, zoo gebeurt het nogtans, dat een of ander daarvan in het ongerede geraakt, waarom de bestuurder van het werktuig nog andere middelen dient te bezitten, om zich van den waterstand binnen den ketel te overtuigen: eene zaak die van het uiterste belang is, om dat daarvan het behoud van den ketel afhangt, en zelfs het uit een springen van denzelven ten gevolge kan hebben. Immers zoo keteldeelen, die met den vuurstroom in aanraking zijn, van water ontbloot geraken, dan kunnen die over-heet of gloeijend worden, in dien zachten staat geenen genoegzamen tegenstand aan de binnen den ketel heerschende spanning bieden, en van een scheuren; ten andere kan toevallige aanslag van water op gloeijende plaatdeelen plotseling eene zoo groote hoeveelheid stoom voortbrengen, dat die door de veiligheidsklep of kleppen met geene genoegzame snelheid zich kan ontlasten, waardoor dus de ketel, met groot geweld, en gevaar, voor de bij zijnde personen, kan uit een springen.

Een der vertrouwdste middelen, is het gebruik van peilkranen, zoo als zij in de figuur op § 19. bij W en S afgebeeld staan. De pijp van de kraan W reikt tot een weinig beneden de gemiddelde waterlijn in den ketel; doch de andere, van de kraan S, reikt tot even boven de oppervlakte des waters. Ten einde zich nu te verzekeren, of het water op de vereischte hoogte staat, behoeft de bestuurder slechts deze kranen te openen. Wanneer dan het water door de kraan W dringt en de stoom door de kraan S blaast, zoo is dit een teeken, dat het water in den ketel op goede hoogte staat. Stroomt echter de stoom uit beiden, dan is dit een teeken, dat er te min, en zoo het water uit beide kranen dringt, dat er te veel water in den ketel is.

Ook zijn zoogenaamde waterpeil buizen, met glazen pijpen voorzien, van goede dienst, zoo die goed ingerigt zijn; want in die glazen pijpen ziet men dadelijk de hoogte van het water zooals het binnen den ketel staat; overigens zijn er nog andere middelen bekend, om eene bepaalde vermindering van het water in den ketel op te merken, meer of min onafhankelijk van de waakzaamheid des bestuurders, doch het is overbodig die hier te beschrijven.

§ 24.

Inhoudsopgave

Voor ketels, die in stoomvaartuigen of voor stoomwagens, (zoogenaamde locomotieven), dienen, geschiedt somwijlen de watervoeding insgelijks door eenen regelenden drijver; doch over het algemeen worden die ketels, naar aanwijzing van eenen vrijen of onverbondenen drijver, of volgens de aanduiding van peilkranen of waterpeilbuizen, door den bestuurder van de machine, die zulks opmerkt, naar gelang der behoeften, met water gevoed, door middel van eene of meer kleine perspompen, welke voor dien tijd door de machine in beweging gehouden, en na genoegzame werking weder afgeslagen worden.

§ 25.

Inhoudsopgave

Daar zich in eenen stoomketel spoedig bezinksel vormt, en zich daar binnen aanzet, zoo is het noodzakelijk, denzelven van tijd tot tijd schoon te maken. Te dien einde bestaat er in het bovengedeelte van den ketel, eene groote opening of ingang M, mangat genoemd, welke weder goed gesloten kan worden; terwijl behalve dat, elke ketel nog nabij den bodem eene spui-opening of spuikraan bezit, voor hetzelfde doel bestemd, doch in de figuur niet afgebeeld.

§ 26.

Inhoudsopgave

Wanneer in eenen ketel de spanning van den stoom, minder wordt dan de bestaande drukking des dampkrings bedraagt, hetgeen door verkoeling van denzelven of soms door eene onoplettende behandeling der machine kan geschieden, dan zoude het kunnen gebeuren, dat de ketel den druk der buitenlucht niet wederstond en alzoo ingedrukt werd. Om dit te voorkomen, bestaat in den top eene opening, die met eene klep, luchtklep genaamd, gesloten wordt. Die luchtklep wordt gewoonlijk in het deksel van het mangat geplaatst, en zal dus noodwendig, daar zij zich altijd binnenwaarts opent, de buitenlucht in den ketel toelaten, zoodra de stoomspanning daar binnen, minder wordt dan de dampkringsdruk; en den ketel alzoo voor indrukken bewaren.

§ 27.

Inhoudsopgave

Eene ketelinrigting, zoo als op fig. 2. afgebeeld staat, wordt voor stoomwerktuigen van zoogenaamden lagen druk gebezigd, en hoewel hier het vuur slechts onder en om den ketel werkt, zoo heeft men soortgelijke ketels, waar tevens de vuurstroom door eene buis binnen door denzelven gaat. In stoomvaartuigen houden de ketels voor lage drukking de vuurplaatsen en rookleidingen geheel met water omgeven, zoodat het vuur binnen den ketel brandt, en de rook, mede daar binnen, naar den schoorsteen opstijgt; ketels van middelbare of hooge drukking zijn meestal op die wijze ingerigt, en houden in velen een groot getal kanalen of buizen, waardoor het vlammende gaz ter verwarming stroomt; ketels van stoomwagens of zoogenaamde locomotieven houden tot dat einde een groot getal enge pijpen.

§ 28.

Inhoudsopgave

De stoom, die zich in den ketel vormt, vloeit door de buis I (fig. 2) naar den cilinder van het werktuig. Voordat hij echter dit gedeelte van den toestel bereikt, wordt de toevoer daarvan geregeld, opdat eene bepaalde hoeveelheid in eenen bepaalden tijd toestroome. Daar van den regelmatigen en gelijken toevoer van stoom, de gelijkmatige werking van het werktuig moet afhangen, zoo heeft men het ook noodig geoordeeld, dit door het werktuig zelf te doen regelen, en hieraan de voorkeur gegeven boven het onzekere opzigt van den bestuurder. De toestel, door middel van welken men dit doel bereikt, is even merkwaardig, om deszelfs eenvoudigheid, als door de zekerheid, waarmede dezelve werkt, en draagt den naam van regulateur. De werking van denzelven hangt af van de eigenschappen der middelpunts-krachten, welke wel een ingewikkeld onderwerp uitmaken, doch door de volgende verklaring der grondbeginselen vertrouwen wij, dat onze lezers de werking van den regulateur ten volle zullen begrijpen.

§ 29.

Inhoudsopgave

Het is algemeen bekend, dat bij het met de hand rondslingeren van eenen steen, die aan eene lijn vast is (een' zoogenaamden slinger), de kracht waarmede de steen wegvliegt, zoo veel te grooter is, naar gelang de snelheid van omzwaai vermeerdert; en werkelijk kan men ook deze snelheid zoodanig doen toenemen, dat een zeer sterk touw niet in staat zal zijn, den steen vast te houden, maar dezelve bij het breken van het touw, zal worden voortgeworpen. In dit geval is het gemakkelijk op te merken, dat er twee krachten werkzaam zijn; eene van dezelve drijft den steen, om zich van de hand des slingeraars te verwijderen, terwijl de andere, die in de sterkte van het touw bestaat, den steen naar de hand trekt. De neiging nu, die een zoo rondgezwaaid ligchaam dringt, om weg te vliegen, wordt de middelpuntvliedende kracht genoemd, terwijl het vermogen, waardoor hetzelve naar het middelpunt trekt, de middelpuntzoekende kracht genoemd wordt. Bij het handelen over deze krachten duidt men beide aan onder den naam van middelpunts-krachten (centraal-krachten). De toestel waardoor de toevoer van den stoom geregeld wordt, de zoogenaamde regulateur, rust geheel en al op dit grondbeginsel; en ofschoon het onmogelijk zoude zijn, om in een werk als het onderhavige, hetwelk alleen bestemd is voor hen, die zich niet in de wiskundige wetenschappen hebben geoefend, eene volledige verklaring van deze krachten te geven, zoo vermeenen wij nogtans genoeg gezegd te hebben, om onze lezers een algemeen denkbeeld te verschaffen van de grondbeginselen, waarvan de werking van den toestel afhangt.