XLIII. Pyrotechnische Rundschau; von C. Schinz. (Fortsetzung von S. 37 dieses Bandes.) Mit Abbildungen auf Tab. IV. Schinz, pyrotechnische Rundschau. II. Die calorische Maschine von Ericsson. Ericsson hat sich offenbar ein Verdienst erworben, indem er mit vielem Scharfsinn eine Maschine construirte, welche die directe Wirkung der Wärme als bewegende Kraft zur Anwendung bringt, anstatt dieselbe durch Wasserdampf zu vermitteln. So unvollkommen diese Maschine als solche bis jetzt ist, so wird das Princip, welches sie repräsentirt, doch ohne Zweifel die Industrie noch mit einem Motor bereichern, welcher Weniger Brennstoff verzehrt als die besten Dampfmaschinen. Aber die Ericsson'sche Maschine ist nicht nur in den Händen des Erfinders, sondern auch in den Händen der Maschinenbauer gänzlich verunglückt, indem diese Maschinen liefern, bei denen die Entwickelung und Verwendung der Wärme in einer Weise bewerkstelligt ist, welche als das beste Beispiel dienen kann, wie man es in dieser Hinsicht nicht machen soll. Es liegt in der Natur der Sache, daß die Heizfläche beschränkt seyn muß und die Feuerzüge enge Querschnitte haben müssen, aber der Unzulänglichkeit der letzteren läßt sich begegnen, indem man einen Strom bereits fertig gebildeter Verbrennungsproducte durch dieselben führt, welcher weder Rauch noch Flugasche in denselben absetzen kann, die den Gang der Maschine hemmen würden. Schon oft ist gegen die Anwendung gußeiserner Zimmeröfen, ohne irgend welche Fütterung mit feuerfestem Thone, geeifert worden, welche jetzt fast allgemein als offenbare Raucherzeuger und Brennstoffverschwender außer Gebrauch gesetzt sind; und nun kommen die calorischen Maschinen und sündigen nicht nur gegen das bei den eisernen Zimmeröfen anerkannte Princip, sondern steigern auch noch die Wärmeentziehung aus dem Herde durch einen mit Kraft eingeführten gepreßten Luftstrom, machen daher jede rationelle Verbrennung unmöglich. Die Folge davon ist, daß auch die Maschine kaum ein Drittel ihrer nominellen und theoretisch begründeten Kraftäußerung leistet, und daß solche Maschinen nach kurzem Gebrauche aufgegeben werden. Wenn irgendwo, so ist gewiß bei dieser Maschine eine möglichst vollkommene Verbrennung die erste zu erfüllende Bedingung, welcher um so leichter zu entsprechen ist, als dabei nicht einmal die Forderung gestellt wird, daß die Verbrennung mit dem möglich geringsten Luftüberschusse stattfinde. III. Der Etagenrost von E. Langen. Diese neue Erfindung besteht darin, daß die Kohlenwasserstoffe, welche sonst aus den, über den Rost eingeführten Steinkohlen abdestilliren, nicht mehr im Feuerherde entwickelt werden, indem man die frischen Kohlen unter die bereits glühenden schiebt; in Folge davon wird einerseits die Entwickelung der Kohlenwasserstoffe aus dem Brennmaterial eine viel regelmäßigere und andererseits bestehen dieselben, wenn sie nachher in den Herd gelangen, nicht mehr aus complicirten dampfförmigen Verbindungen, weil sie auf ihrem Wege durch die glühenden Kohlen bereits in (leichtes) Kohlenwasserstoffgas zersetzt wurden, welches sich offenbar leichter mit dem Sauerstoffe der gleichzeitig durchströmenden Luft verbindet. Es ist also eine bessere, rauchlose Verbrennung in diesem Umstande begründet und ein bedeutender Uebelstand der bisherigen Feuerungsanlagen beseitigt. Ein solcher Fortschritt ist mit Dank und Freude anzuerkennen; aber Diejenigen, welche den Nutzeffect und die Vortheile dieses Etagenrostes durch Versuche feststellen und hervorheben wollten, haben abermals gezeigt, wie wenig wissenschaftlich solche Fragen immer noch, nicht nur in Deutschland, sondern auch in Frankreich und in England erörtert werden. Man hat in einem und demselben Dampfgenerator mit einem und demselben Kamin, mit verschiedenen Rost- und Herdsystemen Versuche gemacht, indem man die Wassermenge bestimmte, welche in einer gleichen Zeitdauer verdunstet und die Kohlenmenge, welche dazu verwendet wurde, und glaubte dann aus den Resultaten Schlüsse ziehen zu können, welche ganz untrüglich die Vortheile dieser Röste feststellen müßten. Der erste Fehler, welchen man dabei begieng, ist der, daß man den Verbrennungsproceß mit der Verwendung der entwickelten Wärme in einem und demselben Resultate vereinigte; beide müssen aber als ganz verschiedene Dinge nothwendig von einander getrennt werden, wenn man einen Rost als solchen, der nur auf den Verbrennungsproceß Einfluß haben kann, beurtheilen will. Wie wir früher (S. 40 ff.) gezeigt haben, kann derselbe Rost ein ganz verschiedenes Resultat geben, je nach der Stärke des Zuges und nach seiner senkrechten Entfernung von der Heizfläche, an welcher die Wärme verwendet wird. Der Etagenrost ist in letzterer Beziehung offenbar im Vortheile, weil wenigstens der größere Theil seiner Fläche in größerer Entfernung von der Transmissionsfläche zu liegen kommt. Dieser Vortheil liegt in der Natur dieses Rostes; aber es liegt nicht in der Natur weder der Planröste noch der Querröste, solche hoch oder nieder unter die Transmissionsflächen zu legen, andererseits ist es nicht gegen ihre Natur sie groß oder klein zu machen. Ein gegebener Zug im Kamin wirkt, je nachdem er stärker oder schwächer ist, auf kleine Röste vortheilhaft, auf große nachtheilig. Der Kohlenverbrauch wird im ersteren Falle größer, im letzteren kleiner, und dann muß auch eine verschiedene Quantität der entwickelten Wärme durch den Kamin unbenutzt abgeführt werden. Wenn nun irgend einer der verglichenen Röste im Verhältniß zu den mitwirkenden Factoren zu klein oder zu groß war, so mußte schon dieser Umstand ihm in der Versuchsreihe einen andern Werth geben. Um den Grad der Vollkommenheit der Verbrennung zu erforschen, müßte man wenigstens die abziehenden Verbrennungsproducte einer genauen chemischen Analyse unterwerfen, und dieß bei verschiedenem Brennstoffverbrauch, hervorgebracht durch verschiedene Kaminwirkungen, wiederholen, wornach sich erst das Verhältniß feststellen ließe, bei welchem die gewählte Rostfläche das günstigste Resultat gibt. Bei solchen Versuchen um die Eigenschaften des Rostes für sich festzustellen, müßten ferner alle die Wärme rasch absorbirenden Heizflächen so weit von dem Herde entfernt werden, daß man sicher seyn könnte daß dieselben auf den Verbrennungsproceß keinen Einfluß mehr auszuüben vermögen. Eine andere Aufgabe ist es dann, das auf sein Verhalten bezüglich des Verbrennungsprocesses geprüfte Rost- oder Herdsystem mit der Form und Einrichtung des Dampfgenerators in Uebereinstimmung zu bringen; hierzu müssen neue ähnliche Versuche vorgenommen werden, bei denen frühere Bestimmungen und Resultate zu berücksichtigen und zu vergleichen sind. Es versteht sich, daß die Natur und Qualität des Brennstoffs von vornherein als constanter Factor aufgenommen werden muß, und daß, wenn mehrere Qualitäten und Arten von Brennstoff in Betracht gezogen werden sollen, mit denselben ebensoviel Versuchsreihen anzustellen sind, wobei sich dann auch sehr verschiedene Resultate ergeben werden. Daß der Etagenrost dennoch aus den bisherigen Versuchen als Sieger hervorgieng, ist eben so sehr Zufall, als er auch zufällig eine noch viel höhere oder viel niedrigere Stufe hätte einnehmen können. Dadurch ist aber der Werth des Etagenrostes weder gestiegen noch gesunken. Das Problem, welches er glücklich gelöst hat, verspricht ein noch günstigeres Resultat als das durch die bisherigen Versuche festgestellte, und man wird ein solches erhalten, nachdem man sich bemüht hat alle zusammenwirkenden Factoren mit einander in Harmonie zu setzen. Es ist sehr wahrscheinlich, daß der Etagenrost in den meisten Feuerungen wo er angebracht wurde, noch merkliche Quantitäten unverbrannter Gase aus dem Kamin entläßt, denn ein rauchfreies Feuer ist noch bei weitem keine vollkommene Verbrennung. Wenn es möglich ist, letztere herzustellen, ohne einen allzugroßen Luftüberschuß mit durchzuführen, so wird 1 Pfd. guter Steinkohle wohl mehr als 6, ja mehr als 7 Pfd. Dampf geben. IV. Gasfeuerung für Dampfkessel von Beaufumé. In einem, von einem Deutschen erschienenen, sonst vortrefflichen Buche: „Dampfkessel, deren rationelle Construction, Anlage und Betrieb, von O. Fallenstein (Stuttgart 1861)“, wird dieser Apparat als die vielleicht wichtigste Erfindung der Neuzeit bezeichnet und der Verfasser schätzt sich glücklich, wenn seine Mittheilung desselben zur Einführung dieser neuen Heizmethode in Deutschland beiträgt. Würden wir nicht in der Vorrede lesen, daß Hr. Fallenstein seine Studien an der École centrale in Paris gemacht hat, so müßte uns dieses Urtheil höchst befremdend erscheinen, so aber ist es nur das Echo des Dünkels der Franzosen, welche alle Entdeckungen sich selbst zuzuschreiben geneigt sind; die große Erfindung, welche Hr. Fallenstein mit ihnen bewundert, hat bekanntlich Bischof in Mägdesprung schon im J. 1844, also 14 Jahre früher, veröffentlicht und sie wurde von demselben auch wenigstens eben so praktisch, durch weit einfachere Mittel ausgeführt. Daß übrigens Beaufumé die von ihm angewandte Construction selbst erfunden hat, wollen wir zugeben, denn wenn er Kenntniß von den bestehenden Gasfeuerungen und von den mit dieser Heizmethode gemachten Erfahrungen gehabt hätte, so würde er wohl nicht alle die Fehler begangen haben, welche seinem Apparate eigen sind. In Fig. 37 und 38 Tab. IV reproduciren wir die Skizze von Beaufumé's Apparat, wie sie Fallenstein als die neueste, vereinfachte und beste Construction mittheilt. Der Aschenherd A steht durch die Oeffnungen a, a mit einem Ventilator in Verbindung. Der Rost B hat eine Fläche von 20 Quadratfuß für einen Dampfkessel von 4009 Quadratfuß Heizfläche, welcher per Stunde 1200 Pfd. Dampf liefert. Der mit Wasser gefüllte Mantel C steht mit dem eigentlichen Dampfkessel in Verbindung und liefert ein Viertel von der ganzen entwickelten Dampfmenge. D, D sind zwei Trichter, durch welche der Brennstoff aufgegeben wird. E ist der Canal, durch welchen die entwickelten Gase unter den Dampfkessel geführt werden, und F der Luftcanal für denjenigen Luftantheil, welcher zur Verbrennung der Gase dient. Dieser Luftcanal wird absichtlich unter der Sohle des Gasverbrennungsherdes durchgeführt, damit sie sich erwärme. Im Verbrennungsherde selbst gelangen die Gase in einen, mit einer Menge verticaler Zwischenwände versehenen Kasten, welcher mit seinem unteren Ende mit dem Ventilator in Verbindung gesetzt ist, und zwar der Art, daß die ungeraden Zwischenräume mit Gas, die geraden hingegen mit atmosphärischer Luft gefüllt sind, so daß das Gasgemisch nur in dünnen, auf beiden Seiten mit Luft umgebenen Schichten unter den Kessel gelangen kann. Die Kohlen auf dem Roste werden 3 Fuß hoch aufgeworfen; unter den Rost geht neben der Luft ein kleiner Dampfstrahl, welcher per Stunde zwischen 2,2 und 104 Pfd. Dampf unter denselben bringt. Die an verschiedenen Orten angestellten Versuche wurden, wie alle solche Versuche, nicht mit der erforderlichen Umsicht ausgeführt, daß man auf die erhaltenen Resultate sicher fußen könnte. Indessen scheint, im Ganzen genommen, das Resultat eben so günstig zu seyn als bei den in Deutschland gemachten Beobachtungen und nur etwa 1/12 der Heizkraft der Kohle, ausschließlich Kaminverlust, in Abgang zu kommen. Aus einer zu Denain in der Maschinenfabrik von J. Cail und Comp. gemachten VersuchsreiheMan s. den Bericht über diese Versuche und die Beschreibung des dabei benutzten Beaufumé'schen Apparates im polyt. Journal, Jahrg. 1858, Bd. CXLVII S. 276. geht jedoch hervor, daß die durch 1 Pfd. Steinkohle entwickelte Dampfmenge mit der Dauer der Versuche sehr abgenommen hat; so gaben im Durchschnitt 4 Versuche von   6 stündiger Dauer 10,66 Pfd. Dampf 1 Versuch „   9      „ „ 10,07   „ „ 1      „ „ 10      „ „   6,47   „ „ 1      „ „ 12      „ „   7,52   „ „ Dieses Verhältniß deutet trotz der Entschuldigungen, die einmal durch schlechte Kohlen und einmal durch Regen motivirt sind, auf eine Verminderung der Leistung, welche ihre Erklärung ganz natürlich darin findet, daß das zeitweise erforderliche Durchstören des Brennmaterials im Generator (mittelst Oeffnens kleiner Löcher zum Einführen der Brechstangen) eine sehr schwierige Arbeit ist, und dieß ist ein erster, sehr wesentlicher Fehler der gepriesenen Erfindung. Wenn Beaufumé mit den früheren Leistungen hinsichtlich der Gasfeuerung bekannt gewesen wäre, so hätte er sich gewiß nicht des Vortheils begeben, die frisch aufzugebenden Kohlen so in den Apparat gelangen zu lassen, daß dieselben allmählich und gleichförmig abdestillirt werden; bei der Art wie sein Apparat gefüllt wird, muß sich hingegen nach jeder Füllung eine Masse von Destillationsproducten auf einmal entwickeln, und es müssen daher entweder diese Producte zu Verlust gehen, oder es muß nach Vollendung ihrer Zersetzung das allein übrig bleibende Kohlenoxydgas mit einem großen Luftüberschuß verbrannt werden, wodurch ein wesentlicher Verlust entstünde. Durch die senkrechte Lage der Trichter D, D, welche der von den Kohlen auf dem Roste ausstrahlenden Wärme ausgesetzt sind, begibt sich der Erfinder auch des Vortheils, das Aufgeben der Kohle ohne Gasverlust bewerkstelligen zu können, denn in dieser Lage wird kein Mechanismus der einwirkenden Hitze lange widerstehen. Beaufumé thut sich viel darauf zu gute, daß er seinen Gasgeneratur mit Wasser umgibt und denselben als Heizfläche benutzt, und zwar deßwegen, weil er einerseits dadurch den großen Wärmeverlust vermeide, welchen ein Generator mit feuerfesten Steinen im Gefolge habe, und andererseits er bei früheren Versuchen mit steinernen Wänden die Erfahrung gemacht habe, daß sich eine Menge Schlacken bilden würden, die sich gar nicht mehr von den Seitenwänden trennen lassen. Das einzige Rationelle und Neue was Beaufumé eigentlich zu Tage gefördert hat, ist die directe Einführung von Wasserdämpfen unter den Rost. In Deutschland begnügen wir uns, unter dem Roste ein Wasserreservoir anzubringen, welches durch die strahlende Wärme getroffen wird und wodurch zwar nicht 104 Pfd. Dampf in der Stunde unter den Rost gelangen, aber doch ebensoviel als bei den oben erwähnten Versuchen zu Denain, nämlich 2 bis 4 Pfund. Hätte Beaufumé diese Erfindung früher gemacht, so hätte er wohl eben so gut gemauerte Generatoren anwenden können, als wir es in Deutschland thun. Ich habe vor fünf Jahren den Beaufumé'schen Apparat anders beurtheilt. Damals schien es mir, daß der Generator, dessen Wände mit Wasser gefüllt sind, dienlich seyn müsse um die Initialtemperatur der unter dem eigentlichen Dampfkessel ankommenden Gase zu mildern; seitdem bin ich aber zu der Einsicht gekommen, daß auch die höchste Initialtemperatur der Verbrennungsproducte aus den Gasen bei weitem nicht so intensiv und schädlich auf die Kesselfläche wirken kann, als es der Fall ist, wenn letztere die strahlende Wärme aus dem auf dem Roste befindlichen festen Brennstoffe empfängt, was sich auch durch die Erfahrung bestätigt hat. Wie oben bemerkt wurde, liefert der ganz mit Wasser umgebene Gasgenerator ein Viertel so viel Dampf als der durch die Gasverbrennung geheizte Kessel. Hiernach kann aber Beaufumé's Feuerung kaum auf den Namen „Gasfeuerung“ Anspruch machen; 1 Pfd. Steinkohle erzeugt nämlich, wenn aller Kohlenstoff zu Kohlensäure und aller Wasserstoff zu Wasser verbrannt wird, 7580 Wärme-Einheiten; wenn aber der Kohlenstoff wirklich in Kohlenoxydgas und der Wasserstoff in (leichtes) Kohlenwasserstoffgas übergeführt wird, so werden nur 1387 W. E. erzeugt, welche 18 1/3 Procent der ganzen Production entsprechen. Angenommen, das Gas werde in diesem Generator auf 0° abgekühlt, so werden 18 statt 25 Proc. Wärme an das den Generator umgebende Wasser abgegeben; bei der lebhaften Gasentwickelung ist aber eine solche Annahme ganz unzulässig, es dürften kaum 9 Proc. vom Generator an das Wasser übergehen, in welchem Falle den Gasen eine Temperatur von etwa 600° C. bliebe, was die Minimaltemperatur ist, wobei das Gas mit Anwendung kalter Luft noch brennen kann. Aus der Beobachtung, daß die Generatorhülle ein Viertel der ganzen Dampfmenge liefert, folgt also, daß in dem Generator selbst schon eine beträchtliche Menge Kohlenstoff zu Kohlensäure verbrennt, und daß die nachher zu diesem kohlensäurehaltigen Gase eingeblasene Luft ganz auf Gerathewohl abgemessen wird, so daß alle Vortheile verschwinden, welche die Gasfeuerung gewähren kann und soll. Allerdings hat Beaufumé durch seinen Generator – wenigstens für die Resultate seiner Versuche – den Vortheil erzielt, daß er durch denselben dem Dampfkessel eine bedeutende Heizfläche beifügte, welche die ohne Gasfeuerung verglichenen Kessel nicht hatten, und einzig daraus läßt sich auch erklären, wie er den durch 1 Pfd. Kohle entwickelten Dampf auf 10 bis 11 Pfd. gebracht hat, denn bei kleiner Heizfläche wäre er wohl ziemlich unter diesem Effecte geblieben. Ob nun aber die vermehrte Heizfläche wohlfeil und zweckmäßig durch einen solchen Generator bewerkstelligt werde, möchte nach dem bereits Gesagten sehr zu bezweifeln seyn. Auch Beaufumé stimmt dem Glaubensartikel bei, daß das Vorwärmen der zur Verbrennung der Gase bestimmten Luft die Verbrennung befördere; es entgeht ihm also, daß bei seiner Anordnung die Luft unmöglich auf einen erheblichen Grad erwärmt werden kann, und daß, wenn dieß wirklich der Fall wäre, diese Erwärmung nur auf Kosten der Temperatur entweder des Feuers selbst oder des Gases stattfinden könnte, somit gar nichts gewonnen wäre. Wenn er gesagt hätte, er führe die Verbrennungsluft unter dem Verbrennungsraum durch, damit dessen Wärme sich nicht in das dem Ganzen zur Stütze dienende Mauerwerk begibt, so wäre dieß ein annehmbarer Grund. Es ist nicht angegeben, wie der Windstrom in zwei Theile getheilt wird. Nach der Beschreibung und Zeichnung des Apparats in Fallenstein's WerkSowie nach der früher im polytechn. Journal a. a. O. mitgetheilten. muß man glauben, daß der Wind unter gleichem Druck unter dem Generator und im Verbrennungsherde wirkt; in diesem Falle wäre aber kaum zu begreifen, wie ein bedeutender Luftüberschuß in letzterm vermieden werden kann, und man muß daher zu dem Schlusse kommen, daß dieser wichtige Theil des Apparats Geheimniß bleiben soll. Unzweifelhaft ist die Anwendung eines Gebläses zur Bewerkstelligung einer guten Verbrennung in allen Fällen nur vortheilhaft, vorausgesetzt daß dieses Mittel richtig angewendet wird. Aber auch in dieser Hinsicht verräth Beaufumé eine vollständige Unkenntniß der bisherigen Leistungen bezüglich der Gasfeuerung, sonst wäre es ihm wohl nicht entgangen, daß er entweder der Luft oder dem Gase eine größere Eintrittsgeschwindigkeit in den Verbrennungsherd hätte geben sollen, denn durch die Unterlassung dieser Anordnung verliert er den fast einzigen Vortheil, welchen bei der Gasfeuerung die Anwendung des Gebläses gewähren kann. Eine andere Frage ist dann, ob überhaupt bei der Anwendung der Gasfeuerung auf Dampfgeneratoren die Beihülfe einer Gebläsemaschine – wegen ihrer Herstellungskosten und des von ihr beanspruchten Kraftaufwandes – gegenüber den erzielbaren Vortheilen sich rechtfertigt. Wir glauben dieß für die meisten Fälle entschieden verneinen zu müssen, denn die langen, einen Dampfkessel umgebenden Züge bieten Raum genug dar, um dem Gase zur Verbrennung hinlänglich Zeit zu geben, so daß ein großer Luftüberschuß nicht erforderlich ist.