Titel: | Ueber die Verhütung des Rauches und Ersparung an Brennmaterial durch Anwendung des Dampfes nach Ivison's Patentverfahren; von Dr. Andr. Fyfe. |
Fundstelle: | Band 85, Jahrgang 1842, Nr. CVIII., S. 443 |
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CVIII.
Ueber die Verhuͤtung des Rauches und
Ersparung an Brennmaterial durch Anwendung des Dampfes nach Ivison's Patentverfahren; von Dr. Andr. Fyfe.
Aus dem Edinburgh philosophical Journal,
April-Julius 1842, S. 51.
Fyfe, uͤber Verhuͤtung des Rauches durch Einleiten
von Wasserdampf in die Oefen.
In zwei Abhandlungen über die Verdampfungskraft der SteinkohleS. 224 und 364 (1stes August- und 1stes Septemberheft) in diesem Bande
des polyt. Journals. habe ich den Saz durchzuführen gesucht, daß dieselbe von dem Verhältniß des
in derselben enthaltenen fixen Kohlenstoffs, ohne Bezug auf die flüchtige brennbare
Substanz abhänge; daß, je größer das Verhältniß des fixen Kohlenstoffs ist, desto
größer auch die während der Verbrennung entwikelte nuzbringende Wärme ist.
Bei den erwähnten Versuchen mit Steinkohle, die 50,5 Proc. fixen Kohlenstoff
enthielt, war die nuzbringende Verdampfungskraft 6,1; nach ihrem Gehalt an fixen
Kohlenstoff sollte sie 6,2 seyn. Bei einem anderen Versuche, wo der Procentgehalt an
fixem Kohlenstoff 6,7
war, war die Verdampfung 7,8 und hätte 8,0 seyn sollen; bei einem dritten war sie
8,73 statt 8,78. Bei einer anderen Kohle war sie 5,8; nach dem Gehalt an fixem
Carbon hätte sie 6,1 seyn müssen.
Durch diese Resultate bin ich, wie ich glaube, zu dem Schlusse berechtigt, daß die
wirkliche (praktische) Verdampfungskraft einer Steinkohle in genauem Verhältniß
steht mit ihrem fixen Kohlenstoff, d.h. mit der Quantität Kohlenstoff, welche die
aus der Kohle gewonnenen Kohks enthalten. Jedoch kann sich dieß offenbar nur auf die
bituminöse Kohle oder den Anthracit geringerer Qualität beziehen, welcher leztere
durch seinen Gehalt an flüchtigen entzündlichen Substanzen anderen Steinkohlenarten
ähnlich ist; denn wenn ein Brennmaterial beinahe ganz aus Kohlenstoff besteht, wie
dieß beim besten Anthracit der Fall ist, und man erwarten wollte, daß die
Verdampfungskraft dem Gehalt an fixen Kohlenstoff, der zuweilen 94 Proc. beträgt,
gleichkäme, so müßte dieses Material beinahe so viel Wasser in Dampf verwandeln, als
der Kohlenstoff selbst, vorausgesezt, daß alle durch die Verbrennung entwikelte
Wärme vom Wasser aufgenommen wird. Es ist aber wohl bekannt, daß dieß in der That
nie der Fall ist, weil ein Theil der Wärme durch das Mauerwerk entzogen wird und ein
großer Theil durch den Kamin davon geht.
Gibt Man nun zu, daß die in der Praxis nuzbringende Wärme wirklich die durch die
Verbrennung des Kohlenstoffs der Kohks entwikelte ist, folglich daß die aus den
gasartigen Bestandtheilen entwikelte Wärme verloren geht, so entsteht eine wichtige
Frage: ob wir nämlich auf irgend eine Weise die Verdampfungskraft über die durch den
fixen Kohlenstoff entwikelte hinaus vermehren können, oder mit anderen Worten, ob
etwas von der Wärme, welche von der flüchtigen Substanz ausgegeben wird oder
ausgegeben werden soll, nuzbringend gemacht werden kann?
Beim Verbrennen der Steinkohle wird aller fixe Kohlenstoff consumirt, mit Ausnahme
desjenigen, welcher in das Aschenloch fällt, weil, ehe ein Theil desselben als
gasartiges Product entweicht, er sich mit Sauerstoff verbinden muß; dieß ist aber
nicht der Fall bei den gasartigen Kohlenwasserstoffarten. Es ist bekannt, daß ein
beträchtlicher Theil dieser lezteren unverbrannt als Kohlenwasserstoff entweicht,
während ein anderer Theil sich zersezt und dann die Verbrennung seines Wasserstoffs
zwar zuläßt, aber einen Theil seines Kohlenstoffs in Freiheit sezt, der nicht
verbrannt wird; daher der Rauch, welcher je nach der entweichenden Quantität mehr
oder weniger dik ist. Dieß wird veranlaßt durch den Mangel an gehörigem Zutritt der
Luft zu den brennbaren Gasen in jenem Theil des Ofens, wo sie mit derselben gemischt,
der zu ihrer Verbrennung nöthigen Temperatur ausgesezt wären. Es geht daraus hervor,
daß, je freier bis zu einem gewissen Grade an der gehörigen Stelle die Luft zutreten
kann, desto vollkommener die Verbrennung der Gase erfolgt. Daher die vielen
Erfindungen für Zulassung sowohl kalter als erwärmter Luft an verschiedenen Theilen
des Ofens, durch welche dem Rauch so weit vorgebeugt wird. Zugegeben jedoch, daß
dieser Zwek erreicht sey, und daß durch diese Verfahrungsweisen das Entweichen eines
Theiles der unverbrannten gasartigen Bestandtheile verhindert sey, so bleibt doch
noch die Frage zu beantworten übrig: ob auch die wirkliche Verdampfungskraft über
den durch den Kohlenstoffgehalt der Steinkohle bedingten Grad hinaus erhöht wird? Es
ist hier natürlich von der bei Dampfmaschinen-Oefen in der Regel
gebräuchlichen bituminösen Steinkohle die Rede.
Wir besizen viele Angaben über den Betrag der Dampferzeugung bei der Verbrennung des
Feuerungsmaterials in den bestbewährten Oefen. Bei den Versuchen, deren Resultate
ich in den obenerwähnten Abhandlungen schon anführte, war das Höchste bei
schottischer Kohle guter Qualität: 6,6 Pfd. Wasser von 32º F. (0º R.)
von jedem Pfd. Kohle; und wenn wir annehmen, daß die Verdampfungskraft der
schottischen Kohle zu der der englischen sich verhält, wie 3 zu 4, dann wäre in dem
Ofen, dessen ich mich bediente, bei einem gleichen Verbrauch von Brennmaterial das
Resultat 8,8 gewesen, was dem Resultat anderer ziemlich gleich kommt. Die höchsten,
mir bekannten Resultate sind jene von Parkes (Transactions of the Institution of Civil Engineers, Bd.
III. 1. Th.) und von Henwood (ebendaselbst). In einem
Versuche Parkes', bei welchem alle Vorsicht angewandt
wurde, um so viel möglich jeden Wärmeverlust zu verhüten, war die Verdampfung durch
Newcastle-Steinkohle 10,32 Wasser von 212º F. (80° R.), was,
wenn man die Wärmegrade im Dampf über 32º zu 1136º annimmt, wie dieß
Despretz thut, sich auf 8,68 Wasser zu 32º
reduciren würde. Bei meinen Versuchen mit schottischer Steinkohle war sie 6,6; und
erwägt man die relative Güte der englischen und schottischen Kohle, so stimmen die
Resultate ziemlich nahe überein. Bei einem von Henwood
berichteten Versuche verdampften 100 Pfd. Newcastle-Steinkohle 16,95 Kubikfuß
Wasser von 94º F. (28 1/2º R.), was für jedes Pfd. Brennmaterial 10,54
Pfd. Wasser ausmacht; auf 32º reducirt ist das Resultat 9,96.
Die bei obigen Versuchen erzielte Quantität bleibt weit hinter dem zurük, was die
Kohle verdampfen sollte, ob wir dieß nun nach der Menge Sauerstoff berechnen, deren
sie zu ihrer Verbrennung bedarf, oder nach der bekannten Zusammensezung der
Steinkohle, In meiner
Abhandlung über die wärmeerzeugende Kraft des SteinkohlengasesPolyt. Journal Bd. LXXIX. S. 355. zeigte ich, daß ungefähr 16 Kubikfuß Gas nöthig sind, um 1 Gallon Wasser von
32º in Dampf zu verwandeln; es bedürfte demnach 1,6, um 1 Pfd., d. i. 7000
Grane, in Dampf zu verwandeln. Nun bedarf 1 Gas im Durchschnitt 1,8 seines Volums
Sauerstoff zum Verbrennen, wenn es ein spec. Gew. von etwa 570 hat. 1 Kubikfuß
Sauerstoffgas wiegt 587 Gran, oder nahe so viel und 587 × 1,8 = 1057;
folglich beträgt der zur Verbrennung 1 Kubikfußes Steinkohlengas erwähnter Qualität
erforderliche Sauerstoff 1057 Gran.
Nach Despretz wird, wenn 1 Sauerstoff mit anderen
Substanzen in Verbindung tritt, hinlänglich Wärme ausgegeben, um 4,6 Wasser von
32° in Dampf zu verwandeln. Nun ist 1057 × 4,6 = 4862, welches mit 1,6
multiplicirt = 7779. Bei meinen Versuchen brachte das Verbrennen von 1,6 Gas 7000
zum Verdampfen, folglich ging, nach dieser Berechnungsweise, ungefähr ein Zehntheil
der Verdampfungskraft bei meinen Versuchen verloren.
Es wird allgemein angenommen, daß 112 Pfd. Steinkohle 500 Kubikfuß Gas geben,
folglich gibt 1 Pfd. 4,46 oder beinahe 4 1/2 Kubikfuß. Bei meinen Versuchen
verdampften 1,6 Gas 7000 Wasser, sollten aber dem Verbrauch an Sauerstoff zufolge
7779 verdampfen, und da 1,6 : 7779 = 4,6 : 22,362 und 22,362 ÷ 7000 = 3,19.
Demnach sollte das Gas von jedem Pfd. Steinkohle durch seine Verbrennung,
vorausgesezt, daß keine Wärme verloren geht, 3,19 Wasser von 32º
verdampfen.
Die schottische Steinkohle enthält im Durchschnitt 50 Proc. fixen Kohlenstoff, sollte
daher 6,15 Wasser von 32° in Dampf verwandeln; summirt man dieß nun zu den
früher erwähnten 3,19, so soll 1 Pfd. Steinkohle 9,34 Wasser in Dampf verwandeln,
wenn nämlich aller fixe Kohlenstoff und alles sich entwikelnde Gas, wie bei der
Fabrication des Steinkohlengases, vollkommen verzehrt werden. Dieß bleibt aber noch
weit hinter dem zurük, was 1 Pfd. Steinkohle leisten sollte, wenn alle seine
brennbaren Bestandtheile verzehrt werden und alle entwikelte Wärme vom Wasser
aufgenommen würde.
Nach der von Hrn. Richardson gegebenen Tabelle (Lond. Philos. Mag. 1838) ist im Durchschnitte zur
Verbrennung von 1 schottischer Steinkohle 2,47 Sauerstoff nöthig, wonach 1 Pfd. 11,3
Wasser zum Verdampfen bringen würde. Zieht man nun 9,34 hievon ab, so bleiben 1,69,
welche durch die Bildung von Theer und flüchtigem Oehl verloren gehen, die sich bei der
Steinkohlengas-Bereitung ebenfalls erzeugen, indem die Elemente in anderer
Weise zusammentreten, und welche mit dem fixen Kohlenstoff und dem Gase verbrennend
die Verdampfungskraft auf 11,3 oder dem nahe erhöhen sollten. Ziehen wir die 6,15,
welche das Verampfungsvermögen des fixen Kohlenstoffs darstellen, vom Ganzen ab, so
bleiben 5,15. Nimmt man nun an, daß bei geeigneter Construction des Ofens und
gehörigem Luftzutritt, so daß kein Antheil der flüchtigen brennbaren Substanz
unverzehrt bleibt, die Verdampfungskraft der bituminösen Kohle, wenn sie auf diese
Weise verbrannt wird, jene des fixen Kohlenstoffs nicht überschreitet, so geht aus
den Resultaten obiger Berechnungen eine wichtige Frage hervor: kann die Verdampfungskraft über jene des fixen Kohlenstoffs erhöht werden,
mit anderen Worten, können die gasförmigen Producte ebenfalls derart verzehrt
werden, daß auch die durch ihre Verbrennung entwikelte Wärme Verdampfung bewirkt und
den Gesammtbetrag der Verdampfung vergrößert? Das nun zu beschreibende Verfahren ist
zur Beantwortung dieser Frage geeignet. Ich zeigte schon im J. 1838, daß, wenn man
Dampf durch das Brennmaterial treibt, während es im
Verbrennen begriffen ist, die Verdampfungskraft hiedurch erhöht wird. Ich werde nun
einen anderen merkwürdigen Umstand hervorheben, welcher die Anwendung des Dampfes
begleitet. Wenn derselbe statt ihn von Unten einzuführen, so daß er durch das
Brennmaterial aufsteigt, über dasselbe hingetrieben wird,
so wird ein ähnliches, die Verdampfungskraft erhöhendes Resultat und überdieß noch
der sehr wünschenswerthe Zwek der völligen Verhütung des Rauchs erreicht. Darin
besteht das vor Kurzem patentirte Verfahren des Hrn. Ivison von den Castle-Seidenspinnereien (in Edinburgh). Von den
zahlreichen Gelegenheiten, welche ich hatte, Versuche damit anzustellen und von den
sehr wichtigen Resultaten derselben glaube ich hier berichten zu müssen. Sie können
als im Großen angestellt betrachtet werden und verdienen wegen der Genauigkeit, mit
welcher sie ausgeführt wurden, das größte Vertrauen.
Der zu diesen Versuchen benuzte Ofen war der ursprünglich in den
Castle-Seidenspinnereien vorhandene. Der cylindrische, mit eiförmigen Enden
versehene Dampfkessel war 18 Fuß lang, hatte 3 1/2 Fuß im Durchmesser und die Züge
gingen um denselben herum. Er stand in einem offenen Schoppen, mit 2 1/2 Fuß seiner
oberen Fläche in einer Länge von 17 1/2 Fuß bloß. Das den Dampf zur Maschine
führende Dampfrohr hatte 2 1/2 Zoll im Durchmesser und war mit einer einfachen
Seilschichte umwunden. Der Ofen war auf gewöhnliche Art construirt, die Roststangen
5 Fuß 2 Zoll lang und zusammen 2 Fuß breit. Von der Höhe des Wassers im Kessel
überzeugte man sich durch einen Hahn mit zwei Wechseln, wobei der Abstand zwischen
den beiden Enden der Röhren 3 Zoll war. Das Wasser zum Speisen des Kessels kam aus
einem Reservoir, durch welches der überflüssige Dampf der Maschine in der Regel
geleitet und wodurch die Temperatur des Wassers manchmal auf 110, zuweilen auf
180º F. erhöht wurde. Es wurde wie gewöhnlich durch eine mit der
Dampfmaschine verbundene Pumpe in den Kessel getrieben. Steinkohlen wurden in
regelmäßigen Zwischenräumen dem Feuer zugesezt, und um die wirklich verbrauchte
Menge zu erfahren, wurde das Feuer am Anfang und am Ende des Versuchs in gleichen
Stand gebracht.
Der Dampfapparat zur Verzehrung des Rauchs bestand in einer Röhre von 1/2 Zoll innerm
Durchmesser, welche von dem obern Theile des Kessels ausging und in das Innere des
Ofens geführt war, wo sie sich in einen fächerförmigen Vertheiler endigte, durch
welchen der Dampf in den oberen Theil des Ofens getrieben wurde, welchen die Flamme
und die gasförmigen Verbrennungsproducte einnehmen, also über
und oberhalb des Feuerungsmaterials. Bei der Anwendung des Dampfvertheilers
muß Luft bei der Thüre oder auf sonst eine Weise eingelassen werden, welche in
dessen Nähe tritt. Bei meinen Versuchen wurde sie durch Oeffnungen in der Thüre,
oder durch theilweises Oeffnen derselben zugelassen. An der mit dem Vertheiler in
Verbindung stehenden Röhre befindet sich ein Sperrhahn, um den Austritt des Dampfes
zu reguliren; man erfährt die nöthige Menge durch die Wirkung auf den Rauch. Wenn
der Dampf auf diese Weise Zutritt hat, so erhält jener Theil des Ofens, welchen die
Flamme und die gasförmigen Verbrennungsproducte einnehmen und der sehr oft durch den
Rauch, welchen der unverzehrte Theil der flüchtigen brennbaren Bestandtheile
hervorbringt, verdunkelt wird, augenbliklich ein anderes Ansehen; der Rauch
verschwindet, die Flamme wird glänzender und die Wärme scheint intensiver zu werden;
zugleich verschwindet auch der Rauch, welcher allenfalls oben vom Kamine entweicht,
sehr bald. Die Zeit hängt von der Höhe des Schornsteins und dem Zuge ab; und so
lange, als der Vertheiler Dampf von sich gibt, ist kein oder nur sehr wenig Rauch
sichtbar. Es waren Viele Zeugen von der hier besprochenen Wirksamkeit des
Dampfes.
Ich schreite nun zu dem wichtigern Theil des Processes, nämlich zu dem Einfluß
desselben auf die Verdampfungskraft der verbrannten Steinkohle. Die Verhinderung des
Rauches und daraus folgende Abwesenheit von Ruß an den Seiten des Kessels mußte
natürlich auf die Vermuthung führen, daß eine größere Verdampfung hervorgebracht
werde, nicht nur allein weil jener Theil des Brennmaterials welcher sonst als Rauch
entweicht, verzehrt wird, sondern auch, weil sich kein Ruß am Kessel anlegt und
daher die Fortpflanzung der Wärme schneller erfolgt, auch weil sie schneller
aufgenommen wird, weniger von ihr durch den Schornstein entweicht. Diese Ursachen
müssen in einem gewissen Grad überall ihren vortheilhaften Einfluß ausüben, wo der
Rauch vermieden wird; doch werden wir finden, daß die Zunahme der Verdampfung das,
was durch diese Ursachen allein bewirkt werden kann, bei weitem übertrifft, wie aus
dem Resultat folgenden Versuches hervorgeht, welchen ich als höchst sorgfältig
ausgeführt, statt aller übrigen anführe.
Textabbildung Bd. 85, S. 448
Zeit. Anfang 6 Uhr Morg.; Brennmaterial in Pfund; In
den Kessel geschafftes Wasser in Pfd.; Druk im Kessel; Kolbenspiele der Maschine
in der Minute; Temperatur des Speisewassers; Bemerkungen. Heller kalter Tag.
Barometerstand 29'',8. Westwind, ziemlich stark; Der
Kessel kam gerade in volles Kochen; Der Thermom. im Kamin, 3 Fuß über dem
Eintritt des Feuercanals, 300º F. (119º R.); Man hielt 3/4 Stunde
inne; Der Kessel war eher voller als um 6 Uhr Morgens; Blei schmolz nicht im
Kamin; Blei schmolz im Kamine; Zink nicht; Man sezte 3/4 St. lang aus; Blei
schmolz im Kamine; Zink nicht.
Obiger Tabelle zufolge werden heim Verbrennen eines jeden Pfunds Kohle 10,75 Pfd.
Wasser von 170º F. (61º R.) verdampft. Viele Versuche wurden auf
dieselbe Weise mit andern Sorten schottischer Kohle angestellt, manchmal in
derselben, manchmal in kürzerer Zeit und unter beinahe demselben, manchmal aber auch
niedererm Druk. Folgendes waren die Resultate:
Zeit,in
Stunden.
Brennmaterial in Pfunden.
Temperatur des den Kessel
speisenden Wassers.
Verdampftes Wasser.
Verdampftes Wasserin Pfunden auf
jedes Pfund Steinkohle.
St. Min.
7
448
60
4210
9,37
5.15
336
60
3860
11,48
3.30
200
60
2520
12,6
5
336
60
3920
11,66
11.30
1064
170
11440
10,75
8
756
130
7760
10,5
10.20
672
143
8360
12,44
11
588
110
8400
14,29
9
784
428
8080
10,3
5
392
130
5040
12,88
––––––––––––
–––––––––––
–––––––––––––––––
5576
63590
11,62
Der Durchschnitt obiger zehn Resultate, mit Inbegriff des in der vorhergehenden
Tabelle enthaltenen, ist 11,62 von 105º mittlerer Temperatur; nimmt man an,
das Wasser habe 32º gehabt, dann wäre das Resultat im Durchschnitte 10,87
gewesen. Auch anders kann es betrachtet werden. In allen Versuchen zusammen wurden
5576 Pfd. Kohle verbraucht und 63590 Pfd. Wasser verdampft; 63590 ÷ 5576 =
11,4, was von der Temperatur von 105º auf 32º reducirt, das Resultat
10,66 gibt; 10,66 aber + 10,87 ÷ 2 ist wieder = 10,76; welches Resultat das
höchste, meines Wissens beobachtete, nämlich das von Henwood, welches 9,94 war und von englischer Bakkohle erhalten wurde,
bedeutend übertrifft, deren Verdampfungskraft sich zu jener der schottischen Kohle
bekanntlich wie 4 zu 3 verhält.
Um die Wirkung des Ofens und Kessels ohne Anwendung des Dampfapparats kennen zu
lernen, wurden ähnliche Versuche mit denselben Steinkohlen unter Beobachtung der
schon angeführten Umstände ausgeführt. Ich fand, daß im Durchschnitt beim Verbrennen
von 1 Pfd. Kohle die
Verdampfung 6,66 betrug und wenn man das Wasser, wie oben, auf 32° reducirt,
wird das Resultat 6,17.
Diese Resultate wurden ferner durch Aufzeichnung des verzehrten Brennmaterials
während verschiedener Tageszeiten, wo der Ofen eben mit und ohne den Dampfapparat im
Gebrauch war, bestätigt. Die Resultate waren folgende:
Ohne Dampf.
Mit Dampf.
Zeit
Tageszeit.
VerbrauchteKohle in Pfund.
Zeit.
Tageszeit.
VerbrauchteKohle in Pfund.
Stde.
Min.
Std.
Min.
5
15
Vormittag
812
5
15
Nachmittag
560
5
15
Nachmittag
812
5
15
Vormittag
440
5
15
Nachmittag
812
5
15
Vormittag
612
–––––––––––
–––––––––––
2436
1612
Während der in obiger Tabelle angegebenen Tageszeiten verrichtete die mit dem Kessel
in Verbindung stehende Maschine die ganze Zeit hindurch gleichen Dienst; wir haben
folglich insofern ein Anzeichen der Ersparniß an Brennmaterial durch Anwendung des
Dampfes im Ofen. Wenn der Ofen ohne Dampf wirkte, betrug das verzehrte Brennmaterial
in 5 1/4 Stunden 812 Pfd.; wurde aber Dampf zugelassen, so betrug der Verbrauch in
eben so viel Zeit im Durchschnitt 537 Pfd. Da nun durch die Maschine dieselbe
Arbeit, wenn Dampf hinzugelassen wurde, mit 537 Pfd. Kohle verrichtet wurde, als mit
812 Pfd. ohne Dampf, so beträgt die Ersparniß bei diesen Versuchen 34 Proc.; denn
812 : 537 = 100 : 66 und 100 – 66 = 34.
Betrachtet man nun die Größe der Verdampfung durch Anwendung von Dampf im Ofen und
hält die Resultate der mitgetheilten Versuche im Auge, so wie auch die von Andern
berichteten, so wird offenbar durch dieses Verfahren die Verdampfungskraft der
Steinkohle sehr erhöht; doch geschieht dieß auf Kosten eines Theils des im Kessel
erzeugten Dampfs; es bleibt daher noch zu ermitteln übrig, wie groß die wirkliche
Ersparniß ist nach Abzug des durch Ueberleitung von Dampf in den Ofen verloren
gehenden Dampfes. Es wurden mehrere Verfahrungsweisen eingeschlagen, um die Menge
des in den Ofen gebrachten Dampfes zu ermitteln. Eine derselben war, den Querschnitt
der Oeffnungen im Dampfvertheiler mit jenem des zu der Maschine führenden Dampfrohrs
zu vergleichen; doch ließ dieß Täuschungen zu wegen der Verschiedenheit in der
Dampfentweichung, welche nicht immer im Verhältniß steht zum Querschnitt der Röhren
oder Oeffnungen, durch welche er weiter geführt wird, auch wegen des verschiedenen
Entweichens von Dampf durch das Sicherheitsventil. Ein anderes Verfahren war, eine
Röhre mit der in den Ofen führenden in Verbindung zu sezen und sie durch eine
Kühlvorrichtung zu leiten, so daß der Dampf sich verdichten mußte, welcher dann nach
der Verdichtung gesammelt und dem Gewichte nach bestimmt werden konnte. Bei
Befolgung dieses Verfahrens wurde der Weg des Dampfs aus dem Kessel in den Ofen
durch einen Hahn abgeschlossen und der Dampf durch die Röhre in die Kühlvorrichtung
übergelassen; dabei wurde der Hahn, womit gewöhnlich die Ablieferung von Dampf an
den Ofen regulirt wurde, eben so gestellt wie früher. Ich fand hiebei, daß die
Quantität des condensirten Dampfs sehr stark variirte; obwohl mehrere Versuche
angestellt wurden, zeigten sich die Resultate doch so abweichend, daß ich ihnen kein
Vertrauen schenken konnte. Daran war höchst wahrscheinlich das Eintreten des Dampfes
in den Ofen durch die kleinen Oeffnungen des Vertheilers zu einer Zeit und zu einer
andern sein Einströmen durch die Röhre in die Kühlvorrichtung Schuld, welches bei
beiden durch die verschiedenen Umstände, unter denen er entwich, ungleich war,
obgleich der Querschnitt der Mündung des Hahns bei allen Versuchen derselbe war. Ich
nahm deßhalb zu einem andern Verfahren meine Zuflucht. Statt nämlich den Dampf aus
dem mit dem Ofen in Verbindung stehenden Kessel zu nehmen, stellte ich einen
besonderen kleinen Dampfkessel in seine Nähe, welcher mit seinem eigenen Feuer
versehen war; von diesem ging die in den Vertheiler endigende Röhre aus und wurde in
den großen Ofen geleitet. Dieser kleine Nebenkessel arbeitete unter einem Druk von 6
Pfd., und um jeden Irrthum durch das Entweichen von Dampf durch das
Sicherheitsventil zu vermeiden, wurde der überflüssige Dampf, welcher durch dasselbe
hätte entweichen sollen, durch eine Röhre in Wasser geleitet, wo er verdichtet und
dann gemessen wurde. Indem man nun die so erhaltene Quantität Dampf von der ganzen,
vom Kessel abgegebenen Quantität abzog, welche leztere man durch Messen des im
Kessel erlittenen Verlustes erfuhr, wurde die durch den Vertheiler ausgeblasene
Quantität ermittelt. Bei mehreren Versuchen dieser Art wurden im Durchschnitt 4 Pfd.
Dampf von je 100 Pfd., welche aus dem mit Ofen und Maschine verbundenen Kessel
verdampften, also 4 Proc. erhalten. Nimmt man nun an, daß diese von dem Kessel
genommen worden wäre, welcher zur Ermittelung der Verdampfungskraft des
Brennmaterials gedient hatte, während der Dampfvertheiler mit ihm in Verbindung gesezt war, so muß
man ihn von dem vom Kessel abgegebenen abziehen; wir erhalten dann die wirklich
nuzbringende Verdampfungskraft, und erfahren, ob durch diese Methode eine größere
Verdampfung stattfindet und wie groß überdieß die Ersparniß an Brennmaterial
ist.
Es wurde schon gesagt, daß der durchschnittliche Betrag der Verdampfung bei Anwendung
des Dampfvertheilers im Ofen, das den Kessel speisende Wasser zu 32º F.
angenommen, 10,76 ist. Zieht man nun 4 Proc. hievon ab, so bleiben 10,33. Mit eben
so viel Brennmaterial, aber ohne Dampfvertheiler, war die Verdampfung nur 6,17; man
erhält also auf jene Weise um 4,16, oder etwas über die Hälfte mehr durch eine
gleiche Menge Brennmaterials; um also durch das gewöhnliche Verfahren und durch
Anwendung des Dampfvertheilers gleich viel Verdampfung zu bezweken, erspart man
diesen Resultaten zufolge beinahe vollkommen 40 Proc. Brennmaterial.
Indem ich Obiges als den Mehrbetrag der Verdampfung und die aus der Anwendung von
Dampf folgende Ersparniß an Brennmaterial aufstelle, wünsche ich es jedoch so
verstanden, daß diese Bemerkungen sich nur auf die Resultate obigen Versuches
beziehen. Es ist nicht derselbe Erfolg in allen Fällen zu erwarten; es fand auch in
der That schon das Gegentheil statt, denn ich muß sagen, daß in vielen Fällen, wo
man sich des Vertheilers bediente, keine Ersparniß an Brennmaterial, in einigen
sogar ein Verlust sich ergab, indem in derselben Zeit mehr Kohle verbrannt werden
mußte, um eine gleich starke Verdampfung zu unterhalten. Da nun aber zugegeben
werden muß, daß, was bei einem Ofen der Fall war, unter gehöriger Behandlung auch
bei anderen es seyn muß, so ist es wichtig zu ermitteln, was die Ursache des
Mißlingens in diesen besondern Fällen war. Um dieß zu erforschen, müssen die
verschiedenen Umstände, unter denen der Dampf wirkt, berüksichtigt werden;
zuvörderst hört, wenn der Ofen in guten Zustand gebracht worden ist, von dem
Augenblik an, wo der Dampf in den Ofen streicht, der Luftzug in das Aschenloch und
von da hinauf durch das Brennmaterial beinahe gänzlich auf, vorausgesezt, daß Luft
durch die Thüre eingelassen wird; in der That kann die Verbrennung bei ganz
geschlossenem Aschenloch vor sich gehen; daher die absolute Nothwendigkeit, die Luft
durch die Ofenthüre oder auf sonst eine Weise so eintreten zu lassen, daß sie mit
dem Brennmaterial, so wie auch mit den aus ihm entwikelten gasförmigen, brennbaren
Substanzen in Berührung kömmt. Mangel an Berüksichtigung dieses Umstandes hat das
Mißlingen oft verursacht, nicht nur allein hinsichtlich der Ersparniß an
Brennmaterial, sondern auch hinsichtlich der Verhütung des Rauches, indem der Mangel an nachgeschaffter
Luft das Entweichen der brennbaren Gasarten, ohne vollkommen verzehrt zu seyn, zur
Folge hat. Ferner wird durch die Zulassung des Dampfes der Zug sehr vermehrt, und
zwar so, daß bei hohem Kamin, wo der Zug schon an und für sich groß ist, er so stark
wird, daß die durch die Verbrennung erzeugte Wärme weggeführt und dem Wasser keine
Zeit gelassen wird, sie aufzunehmen. Man sollte natürlich vermuthen, daß durch
Herunterlassen des Dämpfers, wie man zu thun pflegt, der übergroße Zug gemäßigt
werde; dieß ist aber nicht der Fall, indem die Stellung des Dämpfers von geringer
oder gar keiner Wirkung hinsichtlich der Veränderung des Zugs ist. Ich versuchte
mehrere Verfahrungsweisen, um diesem Uebelstande zu begegnen. Das Niedrermachen des
Kamins würde ohne Zweifel in einem gewissen Maaße zwekdienlich seyn; doch ist dieß
nicht ausführbar. Um jedoch zu zeigen, wie weit der Kamin erniedrigt werden könnte,
erwähne ich hier, daß ich etwas über dem Eintritt der Feuerzüge in denselben, eine
Oeffnung in ihn machte und eine eiserne Platte quer durch dieselbe stekte, so daß
das Aufsteigen der gasartigen Producte durch ihn ganz verhindert war; dieselben
mußten nun natürlich bei der Oeffnung des Ofens heraustreten und auf diese Weise
sezte ich den Ofen zu wiederholten Malen in Gang und während der ganzen Zeit ging
die Verbrennung und durch sie bewirkte Verdampfung wie früher vor sich, indem die
Maschine in Thätigkeit blieb, obwohl ihr Kamin außer Anwendung gesezt war. Das
Verfahren aber, welches ich zur Mäßigung des Zugs am besten befunden habe, ist das
Abkühlen der Verbrennungsproducte im Kamin; das erste Mittel, welches mir zu diesem
Zweke einfiel, war, eine Oeffnung nahe am Fuße des Kamins zu machen und je nach den
Umständen mehr oder weniger kalte Luft einziehen zu lassen. Im ersten Falle, wo ich
hiezu meine Zuflucht nahm und wo es mir nicht gelingen wollte, die Dampfbildung zu
unterhalten, wenn der Vertheiler angewandt wurde, ließ sich die Dampfbildung von dem
Augenblik an, wo die kalte Luft zugelassen wurde, leicht unterhalten und zwar mit
geringerm Verbrauch an Brennmaterial als zuvor. Noch ein Umstand ist zu
berüksichtigen; nämlich die Art einzufeuern. Wenn der Dampf in irgend einer
besonderen Weise die Verbrennung der gasförmigen Substanzen der Steinkohle
befördernd wirkt, so muß die Kohle offenbar so ins Feuer geworfen werden, daß jene
Substanzen sich so nahe als möglich beim Vertheiler entwikeln; daher ist es nöthig,
die glühende Kohle vorwärts zu schieben, und dann die frische Kohle so nahe wie
möglich unter den Vertheiler zu werfen, damit die beim allmählichen Verbrennen
entwikelte gasförmige Substanz der Einwirkung des Dampfes und der Luft, welche sie
verbrennen sollen, ausgesezt werden. Geschieht dieß nicht, so kann man nicht
erwarten, daß der Rauch verhütet werde und noch weit weniger, daß man an
Brennmaterial etwas erspare.
Mit der gehörigen Aufmerksamkeit auf alle diese Umstände, nämlich die Art der
Feuerung, den gehörigen Zutritt der Luft über dem Brennmaterial und die Verminderung
des Zugs, wird, wie ich glaube, dieses Verfahren die gewünschten Resultate in den
meisten Fällen zur Folge haben. Ich sage in den meisten, denn ohne Zweifel mögen
Fälle vorkommen, wo vorzüglich durch die Schwierigkeit, den Zug zu reguliren, keine
Ersparniß, sondern vielmehr ein vergrößerter Aufwand eintritt. Die Spannung des für
den Vertheiler erforderlichen Dampfs anlangend, sey hier erwähnt, daß ich mich
desselben von 3 Pfd. bis 35 Pfd. variirendem Druk bediente und zwar mit demselben
Erfolge hinsichtlich der Verhütung des Rauches. Inwiefern eine veränderte Spannung
des in den Ofen geleiteten Dampfes einen Einfluß auf die Ersparung an Brennmaterial
hat, kann ich nicht sagen, da alle meine deßfalls angestellten Versuche mit
Hochdrukdampf gemacht wurden.
Es wurde von Einigen vermuthet, daß, so nüzlich dieses Verfahren sowohl hinsichtlich
der Verhütung des Rauchs, als der Ersparung an Brennmaterial auch seyn mag, es doch
wesentliche Einwürfe zulasse in Betreff der Zerstörung der Roststangen, weil keine
Luft durch dieselben streicht, so wie auch wegen der Beschädigung des Kessels durch
die Einwirkung des aus dem Vertheiler tretenden Dampfes. Was den erstem Einwurf
betrifft, so würde er, wenn dieß wirklich begründet wäre, durch die Ersparung an
Brennmaterial mehr als aufgewogen; so viel ich aber gesehen habe, waren die Stangen
nicht mehr angegriffen als in andern Fällen; eher möchte ich sagen weniger; denn da
sehr wenig oder gar keine Luft aus dem Aschenherde heraufzieht, ist die Hize bei den
Stangen niemals so stark, als wenn die Luft durch das Brennmaterial heraufzieht. Was
den Kessel anbelangt, so ist der einzige, den ich auf das Genaueste untersuchte,
derjenige, womit ich obige Versuche anstellte. Nachdem derselbe achtzehn Monate lang
in Gebrauch war, während welcher ich mich von Zeit zu Zeit desselben bediente, ließ
ich ihn von erfahrnen Ingenieurs untersuchen, welche alle bezeugten, daß er nicht
den mindesten Schaden erlitten habe.