Titel: | Apparat zum Trocknen des Holzes für die Gewehrschäfte, welcher in der königl. großbritannischen Gewehrfabrik zu Enfield-Lock benutzt wird. |
Fundstelle: | Band 150, Jahrgang 1858, Nr. LXXI., S. 268 |
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LXXI.
Apparat zum Trocknen des Holzes für die
Gewehrschäfte, welcher in der königl. großbritannischen Gewehrfabrik zu
Enfield-Lock benutzt wird.
Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, Juli 1858,
S. 215.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Apparat zum Trocknen des Holzes für Gewehrschäfte.
Der in den neuen Trockenräumen der erwähnten Gewehrfabrik angewendete Apparat ist
nach dem Princip construirt, auf die auszutrocknenden Materialien einen Luftstrom
einwirken zu lassen, dessen Vermögen, Feuchtigkeit aufzunehmen, durch Erhöhung
seiner Temperatur verstärkt worden ist, während die Anordnung des Materials
ebenfalls eine zweckmäßige ist. Die gewöhnlichen Trockenmethoden unterscheiden sich
von der vorliegenden hauptsächlich dadurch, daß bei denselben bloß die Wärme als
Trockenmittel angewendet wird, während bei dem verbesserten Verfahren der Einfluß
eines trockenen Luftstromes als ein wesentliches Hülfsmittel betrachtet wird.
Dieser Luftstrom wird durch den Zug einer Esse hervorgebracht, welche die feuchte
Luft aus den Trockenräumen mittelst weiter horizontaler Canäle die am Boden
angebracht sind, ansaugt; in diese Canäle tritt die feuchte Luft durch eine Anzahl
von Gittern ein, welche jeden Canal entlang so vertheilt sind, daß überall möglichst
gleich viel Luft ausgezogen wird. Die trockne warme Luft strömt an dem einen Ende
des Raumes, in der Nähe der Decke ein, unter der sie sich, gleichförmig nach jeder
Richtung, in einer horizontalen Schicht verbreitet, ehe sie in Folge des unten
stattfindenden Ansaugens zu sinken beginnt. Auf diese Weise wird die gleichförmigste
Vertheilung derselben erreicht, daher die Temperatur in den verschiedenen Theilen
des zum Trocknen des Schaftholzes dienenden Raumes um nicht mehr als 2° F.
variirt. Die Temperatur und das Volum der einströmenden Luft können durch Ventile an
den Eintritts- und Abzugs-Oeffnungen regulirt werden.
Der Apparat zum Erwärmen der Luft ist nicht, wie gewöhnlich bei Trockenräumen, unter
dem Boden angebracht, sondern in einem besondern Anbau des Gebäudes, außerhalb und
an dem einen Ende desselben. Die frische Luft strömt durch eine Oeffnung am Boden
dieser Kammer ein, erwärmt sich und zieht durch eine Oeffnung an der Decke derselben
in den Trockenraum ab. Der Luftwärmapparat besteht aus einer umgekehrten,
abgestumpften Pyramide, gebildet aus zusammengeschraubten gußeisernen Platten, die
auf einer ebenfalls gußeisernen Grundplatte ruhen; letztere liegt auf einem
gußeisernen Troge, welcher den Abzugscanal des Rauchs bildet und so in die
Vorder- und Hinterwand der Kammer eingelassen ist, daß die Grundplatte und
die umgekehrte Pyramide sich in der Mitte der Kammer etwa 3 Fuß hoch über dem Boden
befinden. Innerhalb der erwähnten umgekehrten Pyramide befindet sich eine andere von
ähnlicher Form, welche den Feuer- und den Aschenkasten enthält. Die oberen
Kanten der äußern und innern Pyramide liegen so ziemlich in derselben Ebene, und
zwischen den Seiten beider Pyramiden bleibt ein Raum von 3 Zoll. Das Ganze ist mit
einer regelmäßigen vierseitigen Pyramide bedeckt, welche auf den Kanten der äußern
umgekehrten Pyramide aufliegt und rauchdichte Fugen hat.
Wenn man den Ofen feuert, so wird die strahlende Wärme von der obern Pyramide
aufgenommen, während der Rauch und die heißen Gase durch die engen Räume zwischen
den inneren und äußeren Wandungen der untern Pyramide niedergehen und (durch eine
Oeffnung in der Grundplatte) in den trogartigen Canal abziehen, auf welchem der Ofen
ruht, und von da in die Esse gelangen. Die Ofen- und Aschenkastenthür
schließen luftdicht; der Feuerraum ist inwendig mit feuerfesten Ziegeln
bekleidet.
Mittelst dieses Apparats wird die durch die Verbrennung erzeugte Wärme so
vortheilhaft als möglich benutzt. Die ganze strahlende Wärme wird von dem
pyramidalen Deckel absorbirt und benutzt, welcher eine sehr ausgedehnte Oberfläche
hat; der Rauch und die heißen Gase dagegen, welche durch den Raum zwischen den
beiden, den Ofenkörper bildenden Gehäusen strömen, kommen mit einer noch größern
Oberfläche in Berührung und werden vollständiger abgekühlt, als es der Fall ist,
wenn Rauch und Gase in einem Canal emporsteigen; nun ist noch der horizontale
gußeiserne Canal übrig, worauf der ganze Ofen ruht und durch welchen der Rauch in
die Esse abziehen muß.
Fig. 11 ist
ein Grundriß des ganzen Trockenapparates; Fig. 12 ein
Längendurchschnitt und Fig. 13 ein halber
Querdurchschnitt desselben; Fig. 14 ein Aufriß des
Gebäudes von der hintern Seite, und Fig. 15 ein Aufriß und
Durchschnitt des obern Theils der Esse.
Die Vortheile des beschriebenen Luftwärmapparats werden durch Betrachtung der
Erhitzungsweise der Luft einleuchtend. Der durch die Oeffnung am Boden, unter dem Ofen, einziehende frische Luftstrom kommt
zuerst mit dem horizontalen Canal in Berührung, wo der Rauch am kältesten ist, und
benimmt ihm die letzten Wärmetheile, welche ihm entzogen werden können. Etwas
erwärmt, strömt dann die Luft aufwärts und drückt dabei gegen die geneigten Seiten
des äußern Gehäuses der untern Pyramide, nimmt beim Aufsteigen fortwährend mehr
Wärme auf, da sie mit immer heißeren Oberflächen in Berührung kommt und gelangt
endlich so zum pyramidalen Ofendeckel. Eine eigenthümliche, nun zu beschreibende
Vorrichtung an diesem Theil sichert die gleichartige Erwärmung aller Lufttheile,
welche durch die Kammer gehen. Vier gußeiserne Platten, welche die Seiten einer
flachen Pyramide bilden, sind mit einander verbunden und etwa 3 Zoll von dem
Scheitel der obern Pyramide (dem Ofendeckel) entfernt festgehalten; am Fuße dieser
Platten, wo sie die einschließenden Wände der Kammer berühren, beträgt ihre
Entfernung von der Basis der Pyramide beiläufig 14 Zoll. Diese Platten sind in
bestimmten Entfernungen mit kreisrunden Löchern versehen und durch jedes Loch geht
eine Röhre, welche auf 3/4 Zoll Entfernung von dem pyramidalen Ofendeckel
hinabreicht. Die Luft, welche die Basis der Pyramide erreicht hat, findet also ihr
weiteres Aufsteigen in senkrechter Richtung durch die Röhrenplatten aufgehalten; sie
muß daher in gewundenem Lauf in die Warmluftkammer durch die Röhren entweichen;
bevor sie aber unter die untere Kante jeder Röhre gelangen kann, muß sie
größtentheils in Berührung mit dem erhitzten Metall des Ofens kommen, wodurch sie
sehr schnell einen höhern Temperaturgrad erlangt.
Das dichte und körnige Holz (vom Wallnußbaum), welches zu den Schäften verwendet
wird, hält wegen seiner Structur die Feuchtigkeit stark zurück und ein schnelles
Trocknen würde demselben überdieß nachtheilig seyn. Man verwendet auf das
vollkommene Austrocknen eines Gewehrschafts in den königl. Gewehrfabriken gewöhnlich
vier Wochen und während dieser Zeit verliert jeder Schaft durchschnittlich 20
Procent an seinem Gewicht, welche dem verdampften Wasser entsprechen.
Die neue Trockenanstalt zu Enfield kann in jeder Abtheilung 5000 Schäfte aufnehmen,
welche in runder Zahl 6000 Pfd. zu verdampfendes Wasser enthalten. Da acht oder zehn
Tage erforderlich sind, um die Temperatur der mit Schäften gefüllten Trockenräume
allmählich zu steigern und die langsame Abkühlung dann weitere zehn Tage erfordert,
so beträgt die Dauer des Trockenprocesses zwanzig Tage, in welchen beiläufig 6000
Pfund Wasser verdampft werden müssen. In der ersten Periode des Trockenprocesses
wird aus dem frischen Holze viel mehr Feuchtigkeit ausgetrieben als in den späteren;
die zu verschiedenen Zeiten vorgenommenen Wägungen der Schäfte ergeben, daß, wenn
die Verdampfung am stärksten ist, in 24 Stunden 830 Pfd. Wasser ausgetrieben
werden.
Bei diesem Maximum der Verdampfung ergaben die Beobachtungen eine Temperatur der
feuchten Luft von 28° C., und wenn bei dieser Temperatur die Luft vollständig
mit Feuchtigkeit gesättigt gewesen wäre, würde jeder Kubikfuß derselben 11,6 Grains
Wasser enthalten haben. Angenommen, der Thaupunkt der kalten Luft sey zu derselben
Zeit 6°,67 C. gewesen, bei welcher Temperatur die gesättigte Luft 3,45 Grains
Wasser enthält, so ergibt die Differenz 8,15 Grains als das Gewicht des Dampfes,
welcher mit jedem Kubikfuß Luft aus dem Trockenraum weggeführt wird.
Um unter diesen Umständen 830 Pfd. Wasser in 24 Stunden zu verdunsten, müssen
stündlich 29,705 Kubikfuß Luft von 28°,33 C. ausströmen; reducirt man diese
auf das entsprechende Volum äußerer Luft von 8°,89, so müssen 27,734 Kubikf.
derselben stündlich durch den Apparat gehen. Das wirkliche Volum der eingeströmten
Luft betrug nach Angabe des Anemometers 68,600 Kubikfuß in der Stunde. Es ergibt
sich demnach, daß sogar zu der Zeit wo die Schäfte die größere Dampfmenge abgaben,
die ausströmende Luft nicht halb gesättigt war. Ein solches Resultat ließ sich aber
bei der Beschaffenheit des zu behandelnden Materials erwarten.
Wir theilen nun die Resultate einiger in den Trockenräumen angestellten Versuche
mit.
Beobachtungen am 29. December 1857
angestellt
Trockenraum Nr. 1. – Das Feuer war 3 Stunden im
Gange, nachdem es in der vorhergehenden Nacht 16 Stunden erloschen gewesen war.
Temperatur der äußern Luft, durchschnittlich
8°,89 C.
Temperatur der einströmenden warmen Luft
97°,22 „
––––––––––––––––––
Unterschied
88°,33 C.
Die Thermometer machten folgende Angaben und hatten folgende Stellungen im Raum:
in der Mitte des obern Raums
Nr. 1.Nr. 2.
50 1/253 1/2
in der Mitte des untern Raums
Nr. 3.Nr. 4.
36 1/236
–––––––––––
Mittel
44° C
Trockenraum Nr. 2. – Die Warmluftkammer war 5 Tage
lang gehörig geheizt worden.
Die Thermometer machten folgende Angaben und hatten folgende Stellungen in dem
Raum:
in der Mitte des obern Raums
Nr. 1.Nr. 2.
47°45
in der Mitte des untern Raums
Nr. 3.Nr. 4.
4241
–––––––––––––
Mittel
43° 3/4 C.
Weitere Beobachtungen an demselben Tage:
Das Feuer war 4 Stunden im Brande.
Temperatur der äußern Luft
10°
Temperatur der einströmenden warmen Luft
106°
–––––––––––––––––
Unterschied
96° C.
Die Thermometer machten folgende Angaben und hatten folgende Stellungen im Raum:
in der Mitte des obern Raums
Nr. 1.Nr. 2.
58°57
in der Mitte des untern Raums
Nr. 3.Nr. 4.
4241
–––––––––––––
Mittel
49° 1/2 C.
Wägung von je 10 Schäften; der
Gewichtsverlust wurde jedesmal nach drei Tagen bestimmt.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Ganz Verlust
Gewichtsverlust
Pfd.4
Unz.13 ½
Pfd.2
Unz.3 ½
Pfd.3
Unz.3
Pfd.0
Unz.15 ½
Pfd.0
Unz.15 ½
Pfd.0
Unz.6 ½
Pfd.= 11
Unz.9 ½
Nr. 2. Beobachtungen angestellt am 1.
Januar 1858.
Trockenraum Nr. 1. – Das Feuer war seit dem 29.
December unterhalten.
Temperatur der äußern Luft
7° C.
Temperatur der einströmenden heißen Luft
104° „
–––––––––––––––
Differenz
97°C.
Die Thermometer machten folgende Angaben und hatten folgende Stellungen in dem
Raum:
in der Mitte des obern Raumes
Nr. 1.Nr. 2.
49°49
in der Mitte des untern Raumes
Nr. 3.Nr. 4.
4543
–––––––––––––
Mittel
46° 1/2 C.
Geschwindigkeit der Luft, mit dem Anemometer gemessen, in der Minute 265 Fuß.
Fläche der Oeffnung, durch welche frische Luft einströmte, 4 Fuß 8 Zoll.
Volum der in einer Stunde durch den Raum geströmten Luft (4 F. 8 Z. × 265
× 60) = 74,200 Kubikfuß; Nutzeffekt des Brennmaterials = 74,200 × 97 =
7,197,400 Kubikf. Luft um 1° C. erwärmt.
Fläche des Feuerraums des Ofens, 2 Fuß 30 Zoll.
Gewicht der in der Stunde verbrannten Kohks, 16 Pfd.
Nr. 3. Beobachtungen am 13. Januar 1858.
Trockenraum Nr. 1. – Das Feuer war 6 Tage im
Brande; der Raum war mit Schäften gefüllt.
Temperatur der äußern Luft
9° C.
Temperatur der einströmenden warmen Luft
53 „
–––––––––––––
Differenz
44° C.
Die Thermometer machten folgende Angaben und hatten folgende Stellungen im Raum,
zwischen den Schäften hängend:
in der Mitte des obern Raumes
Nr. 1.Nr. 2.
32 1/2° C.33
in der Mitte des untern Raumes
Nr. 3.Nr. 4.
3332 1/2
––––––––––––––
Mittel
33° C.
Temperatur der aus dem Trockenraum ausströmenden Luft, 28° C.
Geschwindigkeit der Luft, mit dem Anemometer gemessen, 245 Fuß in der Minute.
Fläche der Oeffnung, durch welche frische Luft einströmt, 4 Fuß 8 Zoll.
Luftvolum welches in der Stunde einströmte, 68,600 Kubikfuß.
Nutzeffect des Brennmaterials, 68,000 × 44 = 2,992,000 Kubikfuß Luft um.
1° C erwärmt.
Fläche des Feuerraums des Ofens, 2 Fuß 3 Zoll.
Gewicht der in der Stunde verbrannten Steinkohlen, 7 Pfd.