Die Dampfmaschine
Man erzählt sich gern, die Dampfmaschine sei von James Watt erfunden worden, aber die erste Maschine dieser Art wurde bereits 1698 patentiert. Das war 38 Jahre vor Watts Geburt, im Geburtsjahr seines Vaters. Darüber hinaus wurde die Dampfmaschine weder in London noch in Manchester noch in Birmingham erfunden. Nein, die erste funktionierende Maschine, die »Wasser durch die treibende Kraft des Feuers« ansaugte, wurde von Thomas Savery in Shilston-Barton in Süd-Devon erfunden. Damals, vor 300 Jahre, schrieb man sich "Savery", heute "Savory".
Der begeisterte Erfinder ließ sich 1696 eine Schleif- und Poliermaschine für Glas und Marmor patentieren. Darüber hinaus erfand er eine Maschine, die es ermöglichte, »mit einer größeren Leichtigkeit und Wirksamkeit zu rudern, als es bisher möglich war«. Zu jener Zeit wurden alle Patente vom königlichen Hof vergeben. Zum Glück kannte Savery König Wilhelm III, und diesem gefiel Saverys Rudermaschine. Also erteilte er ihm das Patent - die Marine jedoch lehnte die Maschine ab, worüber Savery sehr verärgert war.
Thomas Savery muß so ziemlich alle Bergwerke seiner Region gekannt haben, vor allem die Zinnminen in Cornwall. Die Bergleute hatten ein echtes Problem: Da der Bergbau in dieser Gegend schon seit der Römerzeit existierte, waren die oberflächennahen Schichten abgetragen, und man mußte längst tiefer graben. Dabei füllten sich die Stollen allerdings mit Wasser. Zunächst versuchte man das Wasser manuell in Behältern herauszuschaffen, dann setzte man Pferde ein, was in den tiefen Stollen aber ebenfalls unpraktisch war.
Savery soll eines Abends nach dem Essen gerade über das Problem der wassergefüllten Stollen nachgedacht haben, als er seine Weinflasche ins Feuer warf und beobachtete, daß sich der Rest des Weins in Dampf verwandelte. Geistesgegenwärtig erkannte er, daß der Dampf die Luft aus der Flasche trieb. Er packte die Flasche und steckte den Hals in eine Schüssel mit Wasser. Als der Dampf mit dem kalten Wasser im Flaschenhals in Berührung kam, kondensierte er, dadurch entstand ein Vakuum, und das Wasser stieg in der Flasche hoch. Wenn eine Weinflasche Wasser aus einer Schüssel ziehen kann, dachte Saverv, könnte eine größere Flasche das Wasser aus den Bergwerksstollen ziehen. Mit anderen Worten: Er erfand eine Dampfmaschine. Er baute ein Modell, zeigte es dem König und erwarb ein weiteres Patent. Am 14. Juni 1699 führte er seine Maschine auch der Akademie der Wissenschaften vor.
Saverys Maschine funktionierte wirklich sehr einfach. Außer Hähnen und Ventilen gab es keine beweglichen Teile. Zuerst erzeugte er im Kessel Dampf, dann wurde dieser in einen Behälter, das sogenannte Arbeitsgefäß, geleitet. Von dort gelangte er durch eine senkrechte Röhre in das Wasser am Grund der Mine. Savery wußte, wann sich der Dampf voll ausgebreitet hatte, denn er entwich dann deutlich hörbar am Ende der Röhre. Nun drehte Savery den Hahn zwischen Sieder und Arbeitsgefäß zu, damit kein weiterer Dampf eintreten konnte, und kühlte, falls nötig. das Arbeitsgefäß von außen ab. Innen kondensierte dabei der Dampf und es entstand ein Unterdruck, so daß das Wasser von unten durch die Röhre aufstieg. War der Behälter voll, wurde das untere Ventil geschlossen und die Dampfzufuhr wieder geöffnet. Der dadurch erzeugte Druck preßte das Wasser aus dem Gefäß durch eine aufsteigende Röhre an die Oberfläche.
Savery bemühte sich sehr, allen klarzumachen, wie stark seine Maschine war. Von ihm stammt übrigens der Begriff »Pferdestärke« als Einheit der Leistung in der Technik. Absichtlich machte er seine Pferdestärke stärker als die meisten Pferde sind, damit seine Kunden nicht enttäuscht waren. Bei der Savery-Maschine traten jedoch drei schwerwiegende Probleme au£ jedesmal, wenn Savery Dampf in den Behälter hineinließ, kondensierte dieser schnell, da das Gefäß zum einen selbst kalt war und zum anderen mit kaltem Wasser gefüllt war. Ein Großteil der Hitze für den Sieder ging also verloren, da das ausgepumpte Wasser erwärmt wurde.
Das zweite Problem war, daß man bei der zweiten Stufe des Verfahrens einen hohen Dampfdruck benötigte, um das Wasser nach oben zu drücken. Die gelöteten Verbindungsstellen der Rohre konnten diesem Druck in der damaligen Zeit kaum standhalten. Oft entstanden Lecks, und die Maschinen liefen meist nicht lange, dann mußten sie wieder repariert werden. Das dritte Problem war, daß sie das Wasser insgesamt nur etwa zwölf Meter hochziehen konnten. Deshalb mußten die Maschinen tief unten im Bergwerksschacht installiert werden. Für ein Bergwerk mit go Metern Tiefe hätte man daher eine ganze Reihe von Maschinen benötigt, um das Wasser nach oben zu befördern.
Einige Savery-Maschinen hat man tatsächlich in Bergwerken eingebaut. Eine regelte die Wasserzufuhr im königlichen Schloß Hampton Court, eine weitere im Campden House in Kensington war nach 18 Jahren immer noch in Betrieb. Alles in allem haben sie in der Praxis jedoch versagt. Aber immerhin kam es durch die Savery-Maschine zum ersten Mal zur praktischen Anwendung der Dampfkraft, und durch Saverys Patent entwickelte sich die Dampfmaschine ein ganzes Stück weiter.
Kurioser-weise scheint die Savery-Pumpe 2oo Jahre später noch einmal erfunden worden zu sein, und zwar von vier Ägyptern, die im Jahr 1899 einen Apparat zum Ansaugen von Wasser patentieren ließen. Bei ihnen lief das folgendermaßen ab: In einem Behälter wurde ein kleines Feuer entfacht, dem man dann die Luftzufuhr abschnitt, wodurch ein Vakuum entstand, so daß das Wasser in einen zweiten Behälter einströmte. Das ist genau das Prinzip des unteren Teils der Savery-Pumpe.
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