Calorische machine. De dampkringslucht wordt, evenals de overige gassen, door warmte uitgezet, dat wil zeggen, eene luchtmassa, die bij eene lage temperatuur eene bepaalde ruimte inneemt, zoekt eene grootere te beslaan zoodra haar warmtegraad hooger wordt. Is dit wegens beletselen onmogelijk, dan openbaart zich de werking der warmte door eene vermeerderde drukking op de ontsluitende wanden: de spanning neemt toe. Men kan derhalve de warmte als beweegkracht gebruiken.
Dit geschiedt in de stoommachine door waterdamp of stoom. Doch tusschen die beide beweegkrachten (moteurs) bestaat een belangrijk onderscheid met betrekking tot de hoeveelheden warmte, die tot bereiking van hetzelfde doel vereischt worden, zoodat onder bepaalde omstandigheden de lucht de voorkeur verdient boven den stoom. Als deze laatste gevormd is, gedraagt hij zich evenals een gas, zich uitzettende in ongeveer dezelfde mate en volgens dezelfde wetten als de dampkringslucht; doch om hem voort te brengen heeft men betrekkelijk veel grootere hoeveelheid warmte noodig, want men moet daartoe niet alleen het water tot het kookpunt verhitten, maar er wordt daarenboven nog eene hoeveelheid warmte vereischt, om daarvan damp van 100°C. te vormen. Deze warmte, die, als latente warmte, op den thermometer geen invloed en ook geene mechanische werking heeft, is ongeveer 5½, maal zoo groot als de hoeveelheid, welke men aanwenden moet, om water van 0° tot 100°C. te verhitten. Als nu, zooals bij machines van hooge drukking, de stoom na het leveren der beweegkracht weggestuwd wordt zonder eenig verder nut te doen, dan gaat de geheele latente warmte ongebruikt verloren, terwijl men bij het aanwenden van dampkringslucht als beweegkracht niet noodig heeft, deze eerst tot den toestand van gas te brengen, zoodat daarbij de geringste verhooging van temperatuur aanstonds tot eene uitzetting en alzoo tot het leveren van eene beweegkracht gedwongen wordt. Deze eenvoudige waarheid heeft reeds vóór lang velen tot het denkbeeld geleid, machines te vervaardigen, door verwarmde lucht in beweging gebragt. De proeven, om er zamen te stellen leverden echter geene gewenschte uitkomst, totdat kapitein Ericsson, een Zweed, die zich in Amerika gevestigd had, na vele vruchtelooze proeven eindelijk een toestel uitvond, dien wij hier zullen beschrijven. De groote moeijelijkheid is daarin gelegen, dat men de temperatuur der lucht aanmerkelijk moet verhoogen, om eene voldoende beweegkracht te verkrijgen, terwijl men door stoom met veel geringer warmte eene grootere krachtsontwikkeling verkrijgen kan.
De afbeeldingen in 1 en 2 geven van zijne machine eene voorstelling in perspectief en in verticale doorsnede. Op een massief onderstel X X rust de cylinder cc. Deze heeft aan het achtereinde eene sluiting in de gedaante van een omgekeer- den pot, welke met zijn omgebogen rand vast verbonden is met den rand van den cylinder. Hierin is eene vuurplaat F aangebragt met eene vuurdeur g. De warmte, hier voortgebragt, snelt in de rigting der pijlen door het kanaal H, loopt dan, in de cylindrischen ruimte KK komende, om het achterste gedeelte van den cylinder heen, om eindelijk door den schoorsteen E te verdwijnen. V is eene klep, die, als zij neder- gedrukt wordt, den cylinder in gemeenschap brengt met de buitenlucht; zij wordt geopend door den hefboom hh’, die door middel der veer s zoolang de sluiting der klep veroorzaakt, als het achtereinde h’ niet wordt opgestuwd. W is het voerwiel der machine, aan welks as Y aan de eene zijde een uitsteeksel d is aangebragt, die den hefboom bij een bepaalden stand van het voerwiel tijdelijk in de hoogte stuwt en hierdoor de klep opent. In het voorste gedeelte van den cylinder C bewegen zich twee zuigers heen en weêr.
De buitenste zuiger A A sluit digt aan den binnenwand van den cylinder, terwijl de binnenste S S eene aanmerkelijke ruimte laat tusschen zijn buitensten omtrek en den wand van den cylinder. De zuiger A is de werk- zuiger, en den zuiger S de voedingszuiger. A heeft 2 kleppen u u, die naar binnen opengaan, en in het midden eene werkbus, door welke zich de zuigerstang P van de voedingspomp luchtdigt beweegt. De voedingspomp heeft eene eigenaardige inrigting: zij bestaat uit een houten cylinder, die aan den omtrek door metaal omringd is. Aan de achterzijde (in de figuur aan de linkerhand) is zij met een cylindervormigen mantel van plaat-ijzer MM verbonden, dien men zoo digt mogelijk tusschen het potvormig gedeelte B B en eene tweede, aan het achtereinde van den cylinder bevestigde buis N N kan verschuiven. Om den voedingszuiger tegen te groote hitte te beveiligen, is het voorste gedeelte van den mantel M M met een slechten warmte-geleider bekleed en naar binnen zóó gewelfd, dat het met het gewelfde uiteinde van de vuurplaat overeenkomt. De zuiger S heeft bij e e eene cirkelvormige insnijding of keep, waarin men een stalen ring r r verschuiven kan. Deze ring sluit zoo digt mogelijk aan den binnenwand van den cylinder C, en de toestel is zóó ingerigt, dat bij den stand van fig. 1 daardoor de gemeenschap der ruimte voor en achter den voedingszuiger afgesloten is.
Wanneer de ring zich daarentegen aan het achterste einde der keep bevindt, dan is de onderlinge gemeenschap der beide ruimten hersteld. De zuigerstang P wordt door eene andere stang en eene daaraan bevestigde slede n in eene horizontale rigting gebragt, zoodat ook de voedingszuiger in horizontalen stand heen en weer gaat. In de slede n, bevindt zich het uiteinde b van den hefboom ab (zie fig. 1 en 3—7), welke aan de as aa is vastgehecht en met deze omwentelt. Aan dezelfde as is nog een tweede hefboom ad vast verbonden, en aan het uiteinde d van dezen bevindt zich eene draaibare stang dc, wier andere uiteinde e met eene om kk draaijende kruk kc draaibaar vereenigd is. Aan het eind van deze kruk c is nog eene andere stang cg vastgemaakt, die aan het andere uiteinde in verband staat met den hefboom mg, welke om de as mm draaijen kan. Aan de as van dezen hefboom bevinden zich nog twee andere hefboomen mi, in fig. 1 zigtbaar en in fig. 3 verborgen achter de hef- boomstang mg, zoodat er slechts het eindpunt is aangewezen, terwijl fig.
2 slechts één van deze hefboomen vertoont, die echter (fig. 1) met ab niet in hetzelfde vlak, maar er vóór of achter ligt. De strekking van dit ingewikkeld stelsel van hefboomen zal duidelijk worden, wanneer wij den gang der machine nagaan. Om dien gemakkeljjker te begrijpen, moet men bedenken, dat de verbonden draaipunten a, k en m vast zijn, dat voorts ab en ad vast met de as aa, mg en mi desgelijks met de as mm verbonden zijn. Bij het werken der machine beschrijft de aan kk vastgehechte kruk een vollen cirkel, doch de hefboomen ab, ad, mg en mi slechts gedeelten van cirkels.
De loopbanen der eindpunten van al deze hefboomen zijn in fig. 3 door gestippelde lijnen aangewezen, terwijl pijlen de rigting van hunne beweging aanduiden.
Om een geschikt aanvangspunt voor onze beschouwing te verkrijgen, stellen wij ons de machine voor in den stand van fig. 3, welke tevens die is der perspectiefteekening fig. 1. In dit oogenblik is de werkzuiger aan het einde van zijne baan aangekomen en zal juist den terugkeer naar de linkerhand beginnen. De voedingszuiger daarentegen heeft reeds een gedeelte van zijn terugtogt volbragt, zooals men opmerkt uit eene vergelijking van den stand des hefbooms ab met de gestippelde lijn, welke het uiteinde van zijne baan aanwijst. Zooals wij straks zullen zien, vindt het leveren van beweegkracht alleen plaats bij het voorwaarts gaan van den werkzuiger. De machine zou na het voleindigen van den heentogt stilstaan,
indien door de inrigting van het voerwiel W er niet voor gezorgd ware, dat er alsdan eene andere kracht begint te werken, die de teruggaande beweging doet ontstaan. Dat voerwiel is niet alleen zeer zwaar, maar daarenboven aan de ééne zijde met een overwigt belast, hetwelk zich op het oogenblik, dat de werkzuiger zijne vooruitgaande beweging voleindigd heeft, iets verder bevindt dan de loodlijn boven de as van het wiel, zoodat die meerdere last het voerwiel in beweging houdt, de machine over het doode punt brengt, en den terugkeer van den werkzuiger veroorzaakt. Dit geschiedt doordien het voerwiel de kruk kc opstuwt en hierdoor met de stangen cg en cd de beide hefboomen mg en ad terugtrekt , zoodat de assen m en a inde rigting der gebogene pijlen omgedraaid worden. Daar echter aan deze assen ook de hefboomen mi en ab bevestigd zijn, zoo moeten deze die beweging volgen: ab stuwt met de stang P den voedingszuiger, en mi met 2 stangen oo (fig. 1) den werkzuiger voort. Hoe de beweging verder plaats grijpt voor volgende gedeelten van ééne voerwiels-omwenteling, ontwaart men in de figuren 3—7. In fig. 4 is de voedingszuiger aan het einde van zijne teruggaande beweging gekomen, terwijl de werkzuiger nog een gedeelte van zijn terugtogt volbrengen moet. Zoodra de voedingszuiger zjjn terugtogt begint, drukt hij den stalen ring r (fig. 2) tegen de openingen, die in zijn omtrek zijn aangebragt, zoodat de gemeenschap der beide ruimten, vóór en achter dien zuiger gelegen, opgeheven wordt. Daar zijne beweging (zie fig. 3 en 4) sneller is dan die van den werkzuiger, zoo moet tusschen A en S eene ruimte met ijlere lucht ontstaan; daarom openen zich de kleppen nu (fig. 2) en laten de dampkringslucht in de ruimte w (fig. 3) doordringen.
Die kleppen blijven open zoolang de voedingszuiger in zijne achterwaartsche beweging volhardt. De voedingszuiger stuwt de lucht, die zich tusschen zijne holle oppervlakte, den plaatijzeren mantel M M en den buitenwand der vuurplaats B bevindt, vóór zich uit en perst haar zamen, zoodat hierdoor de voortgang van den zuiger eindelijk belet zou worden, ware het niet, dat op het oogenblik, waarop de voedingszuiger den terugtogt aanvaardt, de lucht ontsnappen kon door de op boven reeds beschrevene wijze geopende klep. Alzoo kan zich de zuiger bewegen tot aan het einde van zijne baan. Als hij zijn teruggang begint, moet de werkzuiger nog een klein gedeelte van zijn terugtogt voleindigen. Dit is volbragt bij den stand, dien wij in fig. 5 aanschouwen: de hefboom mi is aan het einde van zijne baan, en de hefboom ab reeds het gedeelte bb’ verder. Binnen deze twee tijdstippen (fig. 4 en 5) zou dus, daar de beide zuigers A en S weder tot elkander genaderd zijn, eene zamenpersing van lucht in de ruimte w ontstaan, indien de werkzuiger daaraan geen uitweg vergunde.
Want zoodra hij zich voorwaarts beweegt, verschuift zich de stalen ring r naar den achterwand der cirkelvormige insnijding e en opent alzoo de gemeenschap tusschen de ruimten, die zich vóór en achter den voedingszuiger bevinden. De lucht, door de kleppen u u binnendringende, heeft alzoo vrijen toegang tot het achterste gedeelte van den cylinder C. Daarenboven wordt, zoodra de voedingszuiger zijn terugtogt volbragt heeft, de klep V weder gesloten, terwijl de kleppen u u digt gaan, wanneer de beide zuigers weder tot elkander beginnen te naderen. Derhalve is gedurende de voorwaarts schrijdende beweging van den werkzuiger de geheele binnenste ruimte van den cylinder volkomen gesloten. Zoolang de lucht, die door u u binnendrong, zich nog in de ruimte w bevond, bezat zij de temperatuur der buitenlucht; maar zoodra zij zich, nadat haar door de verschuiving van den stalen ring r de toegang is vergund tot het achterste gedeelte van den cylinder, door de tusschenruimte tusschen den mantel M, den
buitenwand van den cylinder N en den binnenwand van den cylinder C, voorts door de ruimte tusschen den binnenwand van N en den buitenwand van de vuurplaats B beweegt, wordt zij, als gedwongen zich in eene dunne laag uit te spreiden, in korten tijd zeer sterk verhit, weshalve zij zich poogt uit te zetten. Dit is echter in de eerste oogenblikkelijk der verwarming onmogelijk, — zelfs wordt zij er door de achter waartsche beweging van den arbeidszuiger een weinig zamengeperst. Hierdoor moet hare spanning toenemen en zich wegens de bij r ontslotene openingen gelijkmatig over de inwendige ruimte van den cylinder verdeden. Deze spanning werkt, zoodra de werkzuiger zijn terugtogt volbragt heeft (fig. 5), en nu eindigt ook de passieve beweging der machine, en de actieve neemt een aan vang. De werkzuiger wordt over een gedeelte van zijne loopbaan voortgestuwd,doch in den beginne zeer langzaam, zooals men uit fig. 6 in vergelijking met fig. 5 kan opmerken.
Tevens heeft er steeds nog meerdere verhitting plaats der ingesleten lucht, zoodat de spanning in den cylinder toeneemt. Van nu af wordt de beweging van den zuiger A sneller en de spanning neemt langzamerhand af, zoodat zij tot haar minimum gedaald is, als genoemde zuiger het einde van zijn weg bereikt heeft. Fig. 7 eindelijk stelt liet oogenblik voor, waarop de voedingszuiger aan het einde komt van zijne vooruitgaande beweging. Van dit tijdstip afgaat hij achterwaarts. De werkzuiger moet nu nog een gedeelte van zijn weg voorwaarts afleggen, en wanneer ook deze het einde bereikt heeft, begint het spel der machine op nieuw, daar alsdan het voerwiel eene omwenteling volbragt heeft.
Het eigenaardige van den toestel is daarin gelegen, dat op een bepaalden tijd dampkringslucht van gewone temperatuur in den cylinder komt, aldaar verwarmd wordt, en door hare uitzetting den werkzuiger voortstuwt. De voeding met dampkringslucht geschiedt daardoor, dat de beide zuigers zich met ongelijke snelheid bewegen, zoodat de daartusschen gelegene ruimte tijdelijk vergroot en de hierin aanwezige lucht alzoo ijler wordt. Zoodra de ingesloten lucht behoorlijk verwarmd is, drijft zij alleen den werkzuiger voort, terwijl de voedingszuiger uitsluitend door de machine heen en weêr geschoven wordt. De drukking der lucht heeft op deze geen invloed, omdat juist gedurende de werking der verhitte lucht de ruimten vóór en achter den voedingszuiger door verschuiving van den stalen ring gemeenschap hebben. Bij den voortgang van den werkzuiger gaat van dezen de beweging uit: hij beweegt door zijne stangen o o den hefboom mi en daardoor ook den hefboom mg. Deze doet door middel van de stang cg de kruk kc omwentelen en hierdoor doet hij in de eerste plaats het voorwiel draaijen en brengt vervolgens de stang cd in beweging, welke op hare beurt wederom werkt op de hef boomen da en ba, aan de as aa bevestigd. Aan den hefboom ab nu is de voedingszuiger vastgehecht, zoodat deze opgetrokken wordt. De betrekkelijke grootte der beweging van beide zuigers is bepaald door de lengte der hefboomsarmen.
Bij den terugkeer van den arbeidszuiger geldt het omgekeerde. Nu gaat de beweging uit van het éénzijdig bezwaarde voerwiel. Dit stuwt in de eerste plaats de kruk kc voort en alzoo door middel der stangen cg en cd de hefboomen gm en im, waardoor de arbeidszuiger teruggehaald wordt. De voedingszuiger moet dus lucht in en uit de machine pompen. Dit geschiedt gedurende zijne achterwaartsche beweging, terwijl hij bij de voorwaartsche de ingepompte lucht naar de verwarmde ruimte drijft. In de vernuftige regeling der zuigerbeweging openbaart zich het genie van den uitvinder: in denzelfden cylinder heeft hij pompen stuwwerk aangebragt. Ten onregte is door sommigen de voedingszuiger als de werkzuiger beschouwd, zoodat zij de machine zóó hebben ingerigt, dat de stalen ring niet door eerstgenoemde, maar door de drukking der lucht verschoven wordt, terwijl de voedingszuiger S regtstreeks door de verwarmde lucht en de werkzuiger A middellijk door de zaâmgeperste lucht in beweging wordt gebragt.
Het is voordeelig, twee machines te verbinden en daarvoor één voerwiel te gebruiken, waarbij de gang van het geheel zóó geregeld wordt, dat steeds tegelijk de ééne arbeidszuiger voorwaarts en de andere achterwaarts gaat. Hierdoor wordt het éénzijdig overwigt van het voerwiel onnoodig, daar de passieve beweging van de ééne machine veroorzaakt wordt door de actieve der andere.
De krachthoeveelheid van zulk eene calorische machine is gedeeltelijk afhankelijk van de temperatuur, waartoe men de ingesloten lucht verhit, gedeeltelijk van de afmetingen van den cylinder. De uitzetting der lucht bedraagt voor eiken graad van den honderddeeligen thermometer 0,00367 van haar volumen, zoodat dit laatste bij eene verwarming van 0° tot 100° ten bedrage van ruim ⅓ toeneemt. Zij heeft het dubbele volumen bij 273° C. en het drievoudige bij 545° C. In het eerste geval drukt zij dus met 1⅓,, in het 2de met 2 en in het 3de met 3 atmosphéren. Met den stoom is het evenzoo gesteld, maar, gelijk wij reeds zeiden, men verkrijgt bij stoomwerktuigen bij veel lager temperatuur eene veel hoogere spanning. In een stoomketel is de drukking bij 100° C. = 1, bij 121° C. = 2, bij 135° = 3, bij 190° = 12 en bij 265° = 50 atmosphéren. Hier bereikt men dus door dezelfde hitte de 50-voudige spanning nog vroeger dan bij de calorische machiene de dubbele. Men heeft er een gestadigen aanvoer van nieuwen damp, en de aanvoer van lucht in de calorische machine houdt op, zoodra de verwarming een aanvang neemt.
Daar men deze niet goed boven 300° C. verhoogen kan, daar anders de machine te veel lijden zou, werkt men in den regel met geene hoogere drukking dan van 2 atmosphéren. Van buiten drukt de lucht op den werkzuiger met de spanning van één atmospheer, — daarenboven moet ook de machine in beweging gebragt en de wrijving overwonnen worden, zoodat men tot verdere krachtaanwending nog geen atmospheer ter beschikking houdt. Om niettemin meer kracht voort te brengen, maakt men de afmetingen van den cylinder veel grooter dan bij de stoommachine. Dit heeft echter zijne grenzen, zoodat ten slotte eene enkele calorische machine niet veel meer dan enkele paardekrachten leveren kan. Men kan nu wel eenige machines verbinden, doch bij zoodanige bedrijven, waar eene aanzienlijke kracht vereischt wordt, is ook zulk een toestel weinig geschikt om het stoomwerktuig te vervangen. Waar men echter met geringe kracht volstaan kan, bezorgt de calorische machine aanmerkelijke voordeelen. Zij beslaat eene kleine ruimte, — er is geen gevaar van springen, omdat de drukking gering is, — zij kan ieder oogenblik aan den gang gebragt worden en vereischt buiten den werktijd geene verwarming, — en eindelijk kan men de gebruikte verwarmde lucht op eene voordeelige wijze gebruiken, bijvoorbeeld tot verwarming van vertrekken.
Het bleek intusschen al spoedig, dat Ericsson’s vernuftige uitvinding niet overal even goed voldeed. Er kwam wel een gunstig verslag omtrent hare werking van den opper-muntmeester in Beijeren, waarin gezegd werd, dat zoodanig werktuig, bestemd tot het munten van geld, de kracht bezat van 7 sterke mannen, betrekkelijk weinig brandstof verslond en daarenboven eene groote zaal verwarmde; doch een ander verslag, uit Saksen afkomstig, hield in, dat zij de volgende gebreken bezat: zij leverde slechts de helft der aangekondigde kracht, zoodat zij in vergelijking met een stoomwerktuig kostbaar mogt heeten, — de besparing van brandstof was niet zeer groot, — de slijting was nog al aanmerkelijk, — en men was niet in staat om, in geval van nood, de kracht te verhoogen.
Wij hebben tot nu toe van zoodanige calorische machines gesproken, bij welke de lucht vóór hare verwarming de temperatuur der dampkringslucht bezit. Men kan haar echter ook laten werken met zamengeperste lucht, en het is duidelijk, dat de verhooging van temperatuur — de uitzetting alzoo — evenredig zal wezen aan het bedrag der zamenpersing. Wanneer men door een hulpmachine lucht van 3 atmosphéren spanning in de machine brengt en die spanning door verwarming verdubbelt, dan houdt men 5 atmosphéren over voor werkkracht en niet 1 atmospheer, zooals wij hier boven aangewezen hebben. Wél is er dan meer warmte noodig, — wél moet men dan ook kracht hebben, om de hulpmachine
— de luchtpomp — in beweging te brengen, doch dit vereischt slechts een klein gedeelte van die meerdere werkkracht, welke men overhoudt.
De civiel-ingenieur Boëtius te Hamburg heeft daaromtrent de volgende mededeelingen gedaan: Wanneer men de lucht vooraf tot 4 atmosphéren zamenperst, haar dan tot 450° C. verwarmt, — wanneer de zuigerslag = 1,5 Ned. el, de werking der machine = 0,66 en de temperatuur der buitenlucht = 10° C. is, — wanneer eindelijk de te leveren kracht in elke seconde 7500 kilogrammeter (100 paardekrachten) bedragen zal, dan moet de middellijn van den werkzuiger-cylinder = 1,04 Ned. el en die van den voedingszuiger-cylinder = 0,73 Ned. el wezen. Men heeft dan in elke seconde 0,7746 Ned. pond lucht noodig, en per paard en per uur 0,3 Ned. pond cokes.
Bijgaande figuur (fig. 8) geeft eene voorstelling van de werking van zulk eene machine. Hare voornaamste deelen zijn 2 horizontale cylinders CC', wier assen in dezelfde lijn liggen. In elk van deze beweegt zich een zuiger KK', die met een slechten warmtegeleider is gevuld, — doorgaans met asch — terwijl zij door eene enkele zuigerstang verbonden zijn. Deze laatste gaat door de naar elkaar gekeerde uiteinden van de cylinders en beweegt zich door werkbussen. De middellijn der stang moet nog al groot wezen en eene bepaalde verhouding hebben tot die van den zuiger, zoodat de binnenwaarts gekeerde oppervlakte van dezen eene geringe oppervlakte verkrijgt en dus aan geringere luchtdrukking is blootgesteld dan de buitenwaarts gekeerde. Beide cylinders zijn van alle kanten luchtdigt, doch elk van hen heeft 3 openingen, welke met dubbel doorboorde kranen (aa', bb', cc',) gesloten kunnen worden. De ruimte A is met fijn kopergaas gevuld en kan door b of b’ in gemeenschap worden gebragt met de beide cylinders. Van die ruimte (A) loopt eene buis e naar de beslotene kast E, die aan de andere zijde bij i eene tweede opening heeft.
In die kast heeft men een groot aantal buizen, wier uiteinden met de kleine ruimten T en G in verband staan, zoodat tusschen deze beiden gemeenschap bestaat. Door i staat e met eene derde kast H in verband, vanwaar eene buis h naar de kraan c loopt. Eene andere buis h maakt de gemeenschap mogelijk van de ruimte H met den cylinder C' door middel van de kraan c'. Beide cylinders kunnen ook met de ruimte G verbonden worden door de buis r r r. In onze figuur zijn c en c’ zóó gedraaid, dat C met H en C' met G in verband is gebragt, terwijl bij een anderen stand de kraan C met G verbonden is. Van de ruimte T loopt eene buis s na eene vierde beslotene ruimte K, welke door de beide kranen a en a' met de cylinders C en C' in verband kan gebragt worden. Bij o is eene uitlaatkraan voor de in H en K aanwezige lucht, en daarbij heeft men eene buis, waardoor men zamengeperste lucht in de machine kan brengen. De gemeenschappelijke zuigerstang M bezit bij m eene verhevenheid, waaraan de kruk is vastgemaakt, die de kracht naar buiten overbrengt en de regtlijnige beweging in eene draaijende verandert.
In onze figuur is de cylinder C door de kraan c met de ruimte H in regtstreeksch verband gebragt. De lucht, in die ruimte aanwezig , kan dus achter den zuiger K komen ; tevens is de kraan b geopend, zoodat de vóór K aanwezige lucht eerst door het kopergaas in A loopt, dan door de buis e en door E loopt en door i weder in H komt. Bij C' zijn de kraanverbindingen juist om gekeerd. Deze cylinder staat door de kraan c' regtstreeks in verband met de ruimte G, zoodat de lucht, ter regterzijde van den zuiger K aanwezig, door G en de buizen in E naar T en van hier door s naar K kan vloeijen. De ruimte K staat echter door de kraan a' met het links van den zuiger gelegen gedeelte van den cylinder in verband. Bij een omgekeerden stand van alle kranen zijn natuurlijk ook de verbindingen omgekeerd. Men ziet hieruit, dat men de gezamenlijke luchtbevattende ruimten der machine steeds in 2 afdeelingen groepéren kan, van welke de ééne steeds met den éénen en de andere met den anderen cylinder gemeenschap heeft. Onder H is nu een vuurhaard aangebragt, waardoor de daarin aanwezige lucht sterk verwarmd kan worden, weshalve H den naam draagt van verwarmer.
Zijn alle kranen zóó gedraaid als in onze figuur, dan komt deze zamengeperste en verwarmde lucht in het links van den zuiger gelegen gedeelte van den cylinder C en stuwt dien voorwaarts, terwijl de lucht uit het gedeelte ter regterzijde door A en E weder naar H gedreven wordt. Als beide kranen gelijktijdig geopend zijn, heerscht in den verwarmer gedurende den geheelen zuigersiag dezelfde spanning. Daar K en K' vast verbonden zijn, stuw’t K ook K’ van de linker naar de regterhand. Daardoor wordt de lucht, ter regterzijde van K’ aanwezig en bij den voorgaanden zuigerslag uit den verwarmer door de buis h in den cylinder gevloeid en alzoo nog warm, door de kraan c' in de ruimte G, door de buizen in E en van hier naar K gedreven. In E ontmoeten 2 luchtstroomen elkaar, doch op zoodanige wijze, dat zij van elkander afgesloten zijn.
De warme van G naar F door de buizen stroomende lucht staat daarbij hare warmte af aan de van A naar H langs de buizen strijkende koude lucht en schenkt aan deze reeds eene hoogere temperatuur. Hierdoor wordt zij reeds kouder, en de warmte, die zij nog overhoudt, wordt haar in K, de „afkoeler” genaamd en door koud water omgeven, weldra ontnomen. De warmte der gebruikte lucht gaat derhalve niet verloren, zooals bij de gewone machine van Ericsson, maar wordt grootendeels nuttig gebruikt. De afkoeler, uit de deelen G, T en K bestaande, en de „verwarmer” E met zijn „voorwarmer” H ondersteunen elkander, en hierdoor wordt veel brandstof bespaard.
Om de machine te doen werken, wordt zij bij p door middel van eene hulpmachine geheel en al gevuld met zaâmgeperste lucht. Deze komt eerst in H en gaat door de kraan c; daarenboven verspreidt zij zich langs E, de buis e en het kopergaas in A tot aan de kraan b en staat alzoo met de andere helft van den cylinder C in gemeenschap. Bij een omgekeerden stand der kranen vult zij ook den af koeler. H wordt nu verwarmd en hierdoor de zuiger K van de linker- naar de regterzijde gestuwd. De lucht, die te voren uit den verwarmer door E, A en b naar den cylinder is gedreven, werd door het kopergaas in A van al hare warmte beroofd, en nu, wegens de zuigerbeweging langs denzelfden weg terugkeerende, ontneemt zij aan het kopergaas de vroeger daaraan medegedeelde warmte. Op deze wijze is het voorste gedeelte van den cylinder steeds koud en het achterste gedeelte warm. Gedurende dien tijd bezorgt de zuiger K', zich desgelijks van de linker- naar de regterhand bewegende, aan den cylinder C' uit den afkoeIer K door de kraan a' eene hoeveelheid koude lucht van geringe spanning en stuwt de heete lucht, zooals wij reeds beschreven hebben, naar den afkoeler.
Ook in die 2 ruimten bestaat derhalve eene gelijke spanning. Wanneer men de kranen b en b’ niet terstond bij den zuigerslag en alzoo niet gelijktijdig met c en c' opende, maar dan eerst wanneer de koude lucht, bij den voorgaanden zuigerslag uit den afkoeler K derwaarts gebragt door de vooruitgaande beweging van den zuiger, dezelfde spanning verkregen had als de verwarmde, zamengeperste lucht in den verwarmer, dan zou men in den aan vang van den zuigerslag eene grootere werking kunnen vóórtbrengen. Dit voordeel is echter schijnbaar en wordt weggenomen doordien bij de vooruitgaande beweging van den zuiger de lucht in de beslotene ruimte van den verwarmer zich uitzet en alzoo een gedeelte van hare spanning verliest. Ook is het niet voordeelig, de kranen c en c’ vóór het einde van den zuigerslag te sluiten en alzoo de machine met uitzetting te laten werken, want dan zou van dat oogenblik af tot aan het einde van den zuigerslag de lucht in den verwarmer, die thans alleen met het voorste gedeelte van den cylinder gemeenschap heeft, zamengedrukt worden en gedurig meer tegenstand bieden aan de zuigerbeweging. In beide gevallen zou de uitkomst der werking geringer worden, en het is daarom het voordeeligst, alle kranen bij de zuigerslagwisseling om te draaijen. De beweging der machine wordt veroorzaakt door de verschillende spanning in den afkoeler en verwarmer, — een verschil, hetwelk afhankelijk is van den graad van zamenpersing en van de temperatuur van den verwarmer.
Hoe merkwaardig trouwens de calorische machine ook wezen moge, zij heeft tot nu toe niet beantwoord aan de hooge verwachtingen, die men van haar koesterde. Niemand zal echter de mogelijkheid betwijfelen, dat een vernuftig verbeteraar haar vroeg of laat eene schitterende toekomst bezorgt. Ook in den jongsten tijd heeft men de heete-lucht-machine weder ter sprake gebragt, en wel volgens eene inrigting van Stirling, die het voordeel heeft, dat zij zeer eenvoudig is en de meest voordeelige omzetting van warmte in arbeid aanbiedt, schoon het ook daarbij weder gebleken is, dat de werking van den toestel niet volkomen overeenkomt met de theorie.
