Titel: Rauchverzehrender Herd mit ununterbrochener Selbstschürung, von Hrn. Tenbrinck, Ingenieur bei der französischen Ostbahn.
Fundstelle: Band 150, Jahrgang 1858, Nr. LI., S. 188
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LI. Rauchverzehrender Herd mit ununterbrochener Selbstschürung, von Hrn. Tenbrinck, Ingenieur bei der französischen Ostbahn. Aus den Annales des Mines, 1858, t. XIII p. 175. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Tenbrinck's rauchverzehrender Herd mit ununterbrochener Selbstschürung. Die ursprüngliche Idee oder der Ausgangspunkt bei dem vorliegenden Ofen oder Herd ist die Anwendung eines hinreichend geneigten Rostes, daß das Brennmaterial durch sein eigenes Gewicht abwärts geht und die Schürung eine ununterbrochene wird. Diese Anordnung ist alt und bekannt, auch öfters benutzt worden; ich habe sie angenommen und vervollständigt, um zu einer rationellen und rauchfreien Verbrennung zu gelangen. Der in Fig. 7 bis 10 dargestellte Apparat ist an einem von den beiden Kesseln der vierpferdigen Dampfmaschine angebracht, welche eine Pumpe zum Speisen des großen Wasserbehälters auf dem Bahnhofe zu Metz betreibt. Der Apparat und der Herd sind zwischen zwei Wänden von feuerfesten Ziegelsteinen angeordnet, die am vordern Theil des Ofens hervortreten. Das Brennmaterial schürt sich selbst ein und sinkt auch von selbst in den geneigten Aufschütter A, A hinab, welcher über dem Rost C, C und in der Verlängerung desselben angebracht ist. Die Dicke der in den Herd niedergehenden Brennmaterialschicht hängt von der Oeffnung oder von der Entfernung der Wände f, f und d, d des Aufschütters ab. Das Ziegelsteingewölbe B, B begränzt den Herd an seinem obern Theil. Die hintere Seite des Aufschütters ist von der Ofenwand so weit entfernt, daß ein freier Raum D, D bleibt, welcher für den Zutritt der Luft hinreicht. Eine Oeffnung b, welche sich über die ganze Breite des Herdes erstreckt, läßt die Luft parallel mit dem Aufschütter einströmen und bringt sie in unmittelbare Berührung mit dem frischen Brennmaterial im Augenblick seiner Entzündung; diese Oeffnung ist mit einer Klappe c versehen, welche das Volum der einströmenden Luft nach Belieben zu reguliren gestattet. Die massive Wand f, f, auf welcher das Brennmaterial hinabgleitet, reicht weiter hinab als der Scheider d, d, welcher das Brennmaterial von der Luft trennt. In Folge dieser Anordnungen entzündet sich der Vordertheil der in den Herd niedersinkenden Brennmaterialschicht bei ihrem Austritt aus dem Aufschütter mit Beihülfe der durch den Canal b zuströmenden Luft. Hinter der entzündeten Schicht k, k destillirt die Kohle unter dem Einfluß der Wärme. Die durch die Destillation erzeugten Gase verbinden sich mit dem Sauerstoff der durch den Zug der Esse angesaugten Luft; dieses, mit Kohlentheilchen, welche den Hauptbestandtheil des Rauchs bilden, beladene Gemisch durchströmt die Schicht k, k, welche mit einer hohen Temperatur verbrennt; die Gase entzünden sich alsdann und die Kohlentheilchen verschwinden, indem sie entweder mechanisch zurückgehalten oder verbrannt werden. Die Destillation dauert fort und schreitet als unterwärts gehende vor, die Kohle verliert ihren Zusammenhang und läßt ihre gasförmigen Theile fahren; letztere können aber nicht anders als die Schicht k, k oder das glühende Brennmaterial durchstreichend, entweichen, und dieses läßt nur vollkommen reine und rauchfreie, entzündete Gase hindurch. Weiter unten fährt das, fast allen Kohlenwasserstoffes beraubte Brennmaterial mit Hülfe des Sauerstoffes der durch den Rost einströmenden Luft zu brennen fort. Der feste Theil, die Kohks, vermindern sich immer mehr bis zum Fuße des Rosts, wo man keine anderen Rückstände als Asche, Schiefer und Schlacken findet. Diese Rückstände, welche sich unter dem Rost angehäuft haben, entfernt man sehr leicht durch den freien Raum M, M. Die Linie mn bezeichnet annähernd die Trennung der destillirenden Kohle von derjenigen, welche, weil sie schon rothglühend ist, die rauchbildenden Elemente abgegeben hat; über dieser Linie erfolgt die Destillation und unter ihr die Verzehrung des Brennmaterials. Wenn die durch die Klappe c in den Herd einströmende Luft kalt ist, so vermindert man die Oeffnung der Klappe der Art, daß nur etwas mehr Luft einzieht, als zur Entzündung der Fläche k, k der Brennmaterialschicht erforderlich ist. Läßt man die Klappe c zu weit herab, oder verschließt man sie, so fehlt es an Luft und es erscheint sofort Rauch, das sichere Zeichen einer schlechten Verbrennung. In dem Kesselofen, mit welchem die Versuche angestellt wurden, wendet man warme Luft an; man fängt sie vor dem Rost auf, wo sie schon erwärmt ist und Canäle h, h, h führen sie dann in die Wände des Herdes, wo sie sich immer mehr erhitzt. Von da wird sie durch zwei Kniee P, P in den verschlossenen Raum D geleitet, aus welchem sie durch die Klappe c in den Ofen gelangt. Im Vergleich mit der Anwendung kalter Luft gewährt die warme einen wesentlichen Vortheil, welcher aber noch viel größer wäre, wenn man die Luft noch stärker erwärmen würde. Während meiner Versuche betrug die mittlere Temperatur der Luft 230° C. Die Roststäbe und der Scheider f, f sind an der Traverse J, J befestigt. Dreht man die Schrauben, welche letztere tragen, so wird die Wand f, f von dem Scheider d, d entfernt oder ihm genähert und dadurch die Dicke der Brennmaterialschicht, welche in den Herd hinabgeht, vergrößert oder vermindert. Der Zustand und die Qualität der Steinkohlen, als Stück-, Würfel- oder kleine Kohlen, als fette oder magere Kohlen, so wie der stärkere oder schwächere Zug der Esse, bedingen eine verschiedene Dicke der Brennmaterialschicht, um den besten Effect zu erzielen. Bei gutem Zuge verbrennt man Stückkohlen sehr gut in Schichten von 20 bis 25 Centimet. (8 bis 10 Zoll); während man bei kleinen Kohlen die Schicht nicht dicker als 6 bis 8 Centimet. (2 1/2 bis 3 Zoll) machen darf. Die Luft, welche die Verbrennung unterhält, gelangt vor den Rost, indem sie in den Kasten L, L einströmt, welcher den Wärmeverlust durch das Ausstrahlen des Herdes verhütet und die Luft bei ihrem Durchströmen zu erwärmen beginnt. Die Klappe l, l unten am Kasten dient weniger dazu, den Eintritt der Luft zu reguliren, als deren Zutritt zu verhindern, wenn man den Gang des Ofens aufhält. Der Kasten L, L ist an zwei Ketten aufgehängt, die mit Gegengewichten versehen sind; man läßt ihn nieder, um den Rost zu untersuchen und zu reinigen, und man zieht ihn auf, wenn die Asche nebst anderen Rückständen aus dem Aschenraum entfernt werden soll. Der Gang des Herdes wird einzig und allein durch das Register regulirt; dieses einfache Mittel ist in allen Fällen ausreichend. Mit unbedeutenden Abänderungen der Anordnung läßt sich dieses System auch für die Kessel der Locomotiven und Schiffsdampfmaschinen anwenden. Es wurden mit beiden Kesseln der erwähnten Dampfmaschine vergleichende Versuche angestellt. Da diese Maschine eine Pumpe betreibt, welche das Wasser in einen Behälter hebt, so ist der Widerstand constant, wenn die Geschwindigkeit sich nicht ändert. Beide Kessel sind einander ganz gleich, der eine wird mit meinem Apparat geheizt, der andere mit einer gewöhnlichen Rostfeuerung, die sich in gutem Zustande befindet. Die beiden Oefen gemeinschaftliche Esse hat einen innern Durchmesser von 0,40 Meter und eine Höhe von 12 Meter. Jeder Kessel ist mit nur einer Siederöhre versehen. Die Räumlichkeit eines solchen Kessels beträgt   1,246 K. M. die Heizfläche beträgt 4,835 Q. M. der gewöhnliche Rost hat eine Fläche von 0,036    „ diejenige des rauchverzehrenden Herdes ist 0,325    „ Die Speisepumpe saugte das Wasser aus einem geaichten Behälter an, daher man im Stande war, die Menge des verdampften Wassers zu bestimmen, indem man von einem festen Punkte des gläsernen Wasserstandszeigers ausging. Die Steinkohlen von Saarbrücken sind sogenannte Förderkohlen, d.h. ein Gemenge von Stück- und Kleinkohlen; eine Separation, um mit jenen allein zu feuern, hielt ich nicht für zweckmäßig; man würde aber dadurch offenbar eine günstigere Verdampfung erlangt haben. Bei dem gewöhnlichen Ofen blieb das Register fast immer vollständig geöffnet; dasjenige des rauchverbrennenden Ofens war fast immer nur um ein Sechstel seines Durchschnittes geöffnet. Man verbrannte auf dem Quadratdecimeter Rostfläche nachstehende Steinkohlenmengen: 1. Reihe. 2. Reihe. 3. Reihe. Rauchverzehrender Ofen   1,04 Kil. 0,83 Kil. 8,88 Kil. gewöhnlicher Ofen 1,19   „  0,88   „  Vergleichende Uebersicht der Versuchsresultate. Textabbildung Bd. 150, S. 192 Nummern der Versuchsreihe; Daten; Dauer des Ganges der Maschine; Anzahl der Umgänge der Maschine in einer Minute; Gesammtmenge der verbrannten Kohle; Rauchverzehrender Herd; Gewöhnlicher Herd; Menge des verdampften Wassers; Menge des per Kilogr. Steinkohle verdampften Wassers; Bemerkungen; April; Mittel; Stund.; Umg.; Kil.; Liter (a) Angewendete Steinkohlen 2/3 Kleinkohlen1/3 Stückkohlen zu Saarbrücken. von der Grube v. d. Heydt Temperatur des Speisewassers, 5° C. Dicke der Steinkohlenschicht in dem rauchverzehrenden Herde, 65 Millimeter. Die am 6. verbrauchte Kleinkohle war etwas besser als die vorhergehende, sie enthielt etwas Stückkohlen. Schwacher Rauch während 20 Minuten beim Anfeuern des rauchverzehrenden Ofens. Deßgleichen schwacher Rauch während des Reinigens des Rostes, welches täglich dreimal vorgenommen wurde. – Zu der übrigen Zeit gar keine Rauchbildung. (b) Steinkohlen 2/3 Stückkohlen von der Heinitzgrube bei Saarbrücken.1/3 alte Kleinkohle. Am 14. April gehinderter Betrieb, die Speisepumpe gab nicht genug Wasser, daher man am Ende des Tages den Wasserstand im Kessel nicht unterhalten konnte. Temperatur des Speisewassers, Dicke der Steinkohlenschicht und Rauch wie bei den vorhergehenden Versuchen. Am 12., 13. und 14. hatte man den ganzen Tag über nicht nöthig den Rost zu reinigen; die Verbrennung war ganz rauchfrei. (c) Steinkolhen 2/3 Stückkohlen von der Heinitzgrube.1/3 alte Kleinkohlen. Dicke der Kohlenschicht, 120 Millimeter. Uebrigens dieselben Beobachtungen. Bis jetzt betrug die lebhafteste Verbrennung des neuen Herdes 1,50 Kilogr. Steinkohlen per Quadratdecimeter in der Stunde. Da die zweite Versuchsreihe kein so günstiges Resultat für den neuen Ofen ergab als die erste, und mit Grund zu glauben ist, daß die Brennmaterialschicht nicht hinreichend dick war, so wurden zwei neue Versuche mit derselben Steinkohle angestellt, dabei aber die Dicke der Schicht von 65 auf 120 Millimeter gebracht. Die Verdampfung stieg dann von 6,154 auf 6,275 Kilogr. per Kilogramm Steinkohle. Bei einem aus 2/3 Stück- und 1/3 Kleinkohlen bestehenden Brennmaterial dürfte die Dicke der Schicht mit Vortheil auf 0,15 Meter gebracht werden; bei Anwendung von Stückkohlen allein müßte man sie zur Erlangung besserer Resultate noch stärker machen. Die erste Versuchsreihe wurde mit sehr schlechten Kleinkohlen, wie man sie im Handel gar nicht findet, ausgeführt, weil damals keine anderen Kohlen verfügbar waren. Im Mittel betrug der Vortheil, welchen mein Herd gegen den andern gewährte, 17,2 Proc.; ich muß aber bemerken, daß der gewöhnliche Herd, mit welchem ich zu concurriren hatte, von ausgezeichneter Beschaffenheit war, sein Ergebniß in der zweiten Versuchsreihe (5,225 Kil. Wasser per Kilogr. Steinkohle verdampft) ist wahrhaft außerordentlich. Das Resultat von 6,214 Kilogr. Wasser per Kilogr. Steinkohle verdampft, welches sich als Mittel von den mit gewöhnlichen Saarbrücker Kohlen angestellten Versuchen herausstellte, ist meines Wissens bisher mit keinem andern Ofen erreicht worden. Der in Fig. 7 bis 10 im Grundriß, Aufriß und in mehreren Durchschnitten dargestellte Apparat ist von Eisen und Blech construirt; die neueren Apparate werden hingegen fast gänzlich aus Gußeisen bestehen, einfacher und leichter aufzustellen seyn. Der Gang dieses Herdes regulirt sich mit der größten Leichtigkeit; nachdem die mit seiner Prüfung beauftragte Commission ihn mehrere Tage im Betriebe gesehen hatte, erklärte sie in ihrem Berichte, daß die Leitung des Feuers eben so leicht wie bei den gewöhnlichen Rosten ist. Es werden gegenwärtig mehrere Oefen dieser Art ausgeführt, einer davon für eine Locomotive.

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