Titel: | System und Kritik der sogenannten rauchverzehrenden Feuerungsanlagen; vom k. k. Hüttenmeister R. Vogl zu Joachimsthal. |
Fundstelle: | Band 172, Jahrgang 1864, Nr. LXIX., S. 262 |
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LXIX.
System und Kritik der sogenannten
rauchverzehrenden Feuerungsanlagen; vom k. k. Hüttenmeister R. Vogl zu Joachimsthal.
Aus der österreichischen Zeitschrift für Berg- und
Hüttenwesen, 1864, Nr. 10–13.Mit nachträglichen Zusätzen und Berichtigungen des Verfassers.A. d. Red.
Vogl, System und Kritik der rauchverzehrenden
Feuerungs-Anlagen.
Es werden so viele sogenannte rauchverzehrende Feuerungs-Anlagen projectirt,
versucht, empfohlen, getadelt, wieder abgelegt, daß es zweckmäßig seyn dürfte, bei
der allgemeinen Wichtigkeit des Gegenstandes, selbe in ein System zu bringen, und
dadurch eine Uebersicht zu geben, ohne welche keine richtige Einsicht möglich und
dem Industriellen die Wahl einer entsprechenden Feuerung sehr erschwert ist. Ferner
soll hiermit kurz entwickelt werden, welche Hindernisse einer guten Feuerung zu
beseitigen und welche nicht zu beheben sind, und wie und wodurch ein günstiges
Resultat zu erwarten ist.
Wenn ich auch in Manchem von der bisherigen und allgemeinen Meinung abweiche, so
wolle mir doch die Freiheit, meine Gedanken zu äußern, gestattet und bedacht werden,
daß auch durch Erörterung abweichender Meinungen die gute Sache gewinnt, oft erst
dadurch deren Richtigkeit festgestellt und das Fundament zur besseren Einsicht
gelegt wird.
Vorerst muß noch bemerkt werden, daß unter obiger Aufschrift nicht nur solche
Apparate verstanden seyn sollen, die den Rauch wirklich oder nur angeblich
verzehren, und dieses zur Absicht haben, sondern womit überhaupt der
Verbrennungsproceß vervollkommnet vor sich gehen soll. Unter dem der Kürze halber am
meisten gebrauchten Ausdrucke Kohlen sollen nicht nur Stein- und Braunkohlen,
sondern auch Torf und Holz verstanden seyn.
Sämmtliche sogenannte rauchverzehrende Feuerungen können in drei Kategorien
eingetheilt werden, nämlich:
I. Kategorie, wo beim Schüren die frischen Kohlen auf die
glühenden gestürzt werden, und die Rauchverzehrung und bessere Verbrennung bloß in der Luftzuleitung gesucht wird. Als Rost wird,
einen Fall ausgenommen, immer der gewöhnliche Stangen- oder Planrost
angewendet.
II. Kategorie. Planrost wie bei Kategorie I, doch weiter entfernt vom zu heizenden
Gegenstande, und die noch brennbaren Bestandtheile der Rauchgase sollen durch das
heiße Gemäuer der verlängerten Feuerstelle besser
verbrannt werden.
III. Kategorie. Verschiedene Röste, größtentheils kein Planrost, und so eingerichtet,
daß der von den frisch aufgegebenen kalten Kohlen entstehende Rauch die Gluth oder Flamme der früheren Kohlen durchstreichen muß
und mehr oder weniger vollständig verbrannt wird.
I. Kategorie.
Das Brennmaterial wird beim Schüren oben auf über die noch
glühenden, bald ausgebrannten Kohlen gegeben, die Luft tritt durch einen
gewöhnlichen Plan- oder Treppenrost ein, und bei ersteren wird außerdem noch Luft auf verschiedene Weise in die Flamme
geleitet. Im Allgemeinen liegt in diesen Vorrichtungen das Bestreben, sehr viel Luft
in die Feuerstelle zu führen, indem man glaubt, die Rauchbildung und unvollkommene
Verbrennung liege bloß im Mangel an Luft.
Dieser Ueberschuß von Luft wird auf mannichfaltige Art in die Flamme geführt, vorne
bei der Ofenthür auf einfache oder complicirte Weise – von den Seiten
– innerhalb des Rostes – in vielen fein vertheilten Strahlen oder nur
aus einer oder mehreren größeren Oeffnungen – ganz kalt direct von außen
– oder warm vom Aschenfall – oder heiß, indem man die Luft vorerst
noch durch die Flamme selbst erhitzt, bevor man sie einströmen läßt – beim
natürlichen Essenzug – oder mittelst Gebläsewind – mit beständig
gleichem Quantum oder verändertem, je nach der Schürzeit etc.
Die Zahl der in diese Kategorie gehörenden Feuerungen beträgt gewiß vier Fünftheile
von allen projectirten Anlagen; doch was soll die Luft nützen, wenn das kalte
Brennmaterial, seyen es Kohlen, Torf oder Holz, nach jedem Schüren obenauf gegeben
wird und die Feuerstelle so abkühlt, daß gar kein Verbrennen mehr stattfindet, und
wenn nur so viel Wärme da ist, daß wohl die Destillationsproducte ausgetrieben
werden und Kohlenstoff, Kohlenwasserstoff und Wasserstoff, kurz Rauch und Ruß unverbrannt entweichen,
aber nicht entzündet werden und verbrennen können?
Jedes Brennmaterial, sey es fest oder gasförmig, muß, wenn es anbrennen und
verbrennen soll – die bekannteste und seit der ersten Erfindung des Feuers am
meisten ausgeübte Technik – angezündet werden, und ebenso muß der durch das
frisch aufgegebene kalte Brennmaterial entstehende Rauch angezündet, d.h. über ein
schon bestehendes Feuer geleitet werden, Kategorie III. Die Gicht eines
Schachtofens, des größten Kohlenoxyd-Generators, bleibt immerwährend dunkel,
so lange die Gase nicht angezündet werden; mit Detonation und nicht ungefährlich
können sie dagegen plötzlich durch einen kleinen Holzspan angezündet werden, doch
wird das Feuer bald wieder erlöschen, wenn nicht die Gase fortwährend über eine
Flamme ziehen. So ist es auch im Kleinen bei den Herdfeuerungen.
Bei allen Feuerungen dieser Art, die nur in der Einrichtung der Luftzuleitung eine
Abhülfe suchen, muß es daher rauchen, und zwar gleich stark, ob die Luft dort oder
da, so oder so, mehr oder weniger warm in die Feuerstelle geführt wird.
Vielleicht so lange als Röste bestehen, bestand auch der Gebrauch, an der Heizthür
ein Ventil anzubringen und dort einen Ueberschuß an Luft eintreten zu lassen, so daß
diese über das Brennmaterial hinziehen muß. Und in der That, wenn die Rauchperiode
vorüber ist, die Esse einen guten Zug hat, das Brennmaterial etwas dicker liegt, so
daß offenbar die Kohlensäure in den höheren Schichten desselben reducirt wird und
sich noch unverbrannte Gase bilden, wirkt so ein Luftventil vortrefflich; man sieht
ordentlich, wie der Luftstrom des Ventiles durch die Flamme wirbelt, selbe rein und
weißglänzend macht, und den Verbrennungsproceß verbessert. Allein dem Rauche wird
dadurch wenig abgeholfen, sondern dessen Dauer bloß ein wenig abgekürzt.
Da glaubte man den Luftüberschuß nicht von außen, sondern aus dem Aschenfalle, also
erwärmt, in die Feuerstelle leiten zu müssen. Doch nützt dieß zur Rauchverzehrung
nichts, denn man bringt in dem einen wie in dem anderen Falle durch die gesammte
Verbrennungsluft nicht mehr Wärme in die Feuerstelle. Strömt der Ueberschuß von
außen kalt ein, so wird dafür die Wärme im Aschenfalle von der Luft allein
aufgenommen, die durch den Rost zieht. Wird der Ueberschuß auch vom Aschenfall
weggeleitet, so ist gerade um so viel die Rostluft, um selbe kurz zu bezeichnen,
kälter.
Einige glaubten nun, der Luftüberschuß müsse noch heißer gemacht werden, und machten
eine complicirte Einrichtung von Gußeisen, welche selbst von der Flamme bestrichen
wird. Die Luft wird dadurch wohl heißer, allein die Verbrennungsproducte dahinter um
gerade eben so viel kälter, und man hat wieder nichts gewonnen. Bei der Abkühlung in
der Rauchperiode wird zudem diese Erwärmung ganz unbedeutend seyn, wo sie gerade am
nothwendigsten wäre, und es wird so gut rauchen, als wenn die Luft kalt von außen
eingeleitet wird.
Es ist, der Kürze halber abgesehen von der spec. Wärme und dem Gewichtsquantum, für
die chemische Verbindung gleichgiltig, dieselbe wird nicht befördert, ob das
brennbare Gas 2000° und die Verbrennungsluft 0°, oder ersteres
1500° und letztere 500° hat. Ja es wird sogar die Verbrennung ganz
gehindert, wenn ersteres nicht mehr die Entzündungstemperatur hat, wenn auch die
Luft noch heißer wäre. Die Verwandtschaft wird wohl durch eine größere Wärmemenge beider Bestandtheile erhöht, nicht aber, so lange selbe
gleich bleibt.
Ich glaube, daß man den Rauch selbst auch dann nicht beseitigen könnte, wenn man
diesen Luft-Ueberschuß auf die hohe Temperatur der vollen Flamme von
2000° durch ein separates Feuer brächte, indem die Menge der kalten,
unverbrannten Gase in der Rauchperiode dagegen zu groß ist, um eine Entzündung und
ein Fortbrennen zu bewirken. Allerdings würde die Rauchperiode abgekürzt, aber nicht
beseitigt.
Ganz gewiß würde ungleich mehr Wärme nothwendig seyn, wenn man einen Brennstoff
dadurch zum Brennen bringen wollte, daß man die atmospärische Luft erhitzt. Knallgas
1H + 8O wird durch einen kleinen Funken augenblicklich zum Verbrennen gebracht; es
würde aber viel Wärme dazu gehören, wollte man beide Bestandtheile bloß durch
Erhitzung entzünden. Ein Funke, das Flämmchen eines Zündhölzchens genügt schon zum
Anzünden, und bildet für die chemische Action des Verbrennungsprocesses gleichsam
das, was das Ferment für die Gährung ist.
Manche behaupten, und mit allem Grunde, daß gleich nach dem Schüren am meisten Luft
zum Verbrennen nöthig sey, weil anfänglich vom frischen Kohl sich am meisten
brennbare Gase entwickeln und auch mehr Material auf dem Roste liegt, und wollen die
Luftzuleitung zuerst am stärksten haben, dann nach und nach vermindern. Allein es
dürfte dieses bei currenten Heizungen nicht ausführbar seyn, und überdieß nützt die
Luft gar nichts, so lange die Feuerstelle abgekühlt ist und die Rauchperiode
stattfindet.
Durch Zuleitung von Luft allein kann daher auf keinen Fall dem Rauche abgeholfen
werden, und Feuerungs-Einrichtungen, die sich bloß darauf gründen, also alle jene
dieser Kategorie, können nie rauchverzehrend seyn.
Eine andere Sache ist die Vervollkommnung der Verbrennung durch Zuleitung eines
Ueberschusses von Luft, nachdem das frisch aufgegebene
Brennmaterial erhitzt ist, der Rauch schön zu verschwinden beginnt und endlich zu
brennen anfängt. Da genügt die Luft, welche durch den Rost allein zieht, nicht, und
es muß zur besseren Verbrennung ein Ueberschuß von Luft zugeleitet werden. Dieß
dürfte aber unter allen Fällen am einfachsten und ausgiebigsten durch ein Ventil an
der Heizthür geschehen, so daß selbe durch die ganze
Flamme streichen muß. Ich glaube bemerkt zu haben, daß die Zuleitung des
Luftüberschusses hinter dem Roste gar nichts nützt, ausgenommen es geschieht selbe
durch eine Spalte zunächst beim Rost, so daß sie noch in die volle Flamme kommt.
Die Kohlenschichte auf dem Roste soll gerade nur so dick und auch nicht dünner seyn,
daß mit der unten gebildeten Kohlensäure noch genug atmosphärische Luft zur obersten
Lage kommt, um auch da die Kohlen nicht bloß zu Kohlenoxyd, sondern zu Kohlensäure
zu verbrennen, und damit nicht etwa in der oberen Lage die von der unteren kommende
Kohlensäure zu Kohlenoxyd reducirt werde. Die Kohlenschichte muß daher gerade die
richtige Dicke haben, und richtet sich nach dem Essenzug und der Korngröße der
Kohlen. Je stärker der Zug und je größer das Kohl, desto dicker kann oder vielmehr
muß die Schichte gehalten werden. Wird die richtige Dicke überschritten, so nimmt
der Nachtheil aus zweifachen Gründen zu, denn wegen der dickeren Lage wird der Zug
gehemmt, es tritt weniger Luft ein, und es können die oberen Kohlen nicht mehr zu
Kohlensäure verbrennen, ja die von unten kommende CO² wird in Ermangelung von
Luft desoxydirt, welches um so mehr geschehen muß, da nun mehr Kohlen darüber
liegen.
Wird selbe niedriger gehalten, so wird der Luftzug vermehrt, es tritt unnütz kalte
Luft ein, und die Temperatur wird herabgesetzt. Dieser Schwierigkeit wird am
leichtesten ausgewichen, wenn man die Kohlschichte nicht zu dünn hält, damit zu
einem kleinen Theile die Verbrennung unvollkommen geschehe, d.h. ein wenig
Kohlenoxyd entstehe, und wenn man die unverbrannten Gase durch einen Ueberschuß von
Luft verbrennen läßt, die am zweckmäßigsten durch ein Ventil an der Heizthür
eingeleitet wird. Gewissermaßen nähert sich dieses Verhältniß dem der Gasfeuerung,
von der später die Rede seyn soll.
Das Einströmen der Luft bei der Heizthür, also vor dem Roste, ist auch aus dem Grunde
viel vortheilhafter als hinter dem Roste, weil die kalte Luft bei 0° fast
doppelt so viel specifisches Gewicht im Vergleiche mit einer von 300° hat, und vielmal
mehr als bei 1000° u.s.w. Sie unterscheidet sich daher durch die ungleiche
Schwere sehr von den Verbrennungsproducten, und wird so lange die tiefste Stelle
einnehmen, bis sie die Temperatur derselben angenommen hat. Wird sie vor dem Roste
eingelassen, so ist die größere Schwere sehr nützlich, denn sie soll ja nächst über
den Kohlen dahinstreichen; läßt man sie dagegen hinter dem Roste einströmen, so wird
sie unter den heißen Rauchgasen unbenützt dahinfließen, bis sie erwärmt ist, dann
aber ist in weiterer Entfernung die Temperatur zur Verbrennung überhaupt schon zu
niedrig.
Daß eine feine Vertheilung des zugeleiteten Luftüberschusses mittelst durchlöcherter
Platten überflüssig ist, beweisen Combes' Versuche. Die
Wirkung zeigte sich gleich, ob die Luft am inneren Ende des Rostes von den Seiten
oder durch eine horizontale Platte einströmt.
Was die Verbesserung des Verbrennungsprocesses überhaupt anbelangt, glaube ich, daß
eine Grenze nicht überschritten werden kann; wenn einmal die Verdünnung durch die verbrannten Producte, nämlich Kohlensäure,
Wasserdampf und den hierbei freigewordenen Stickstoff, so groß ist, daß der noch
unverbrannte Kohlenstoff und das Kohlenoxydgas nur mehr ein Paar Procente im
Gesammtgewichte der entweichenden Gase ausmachen, so können sich diese unverbrannten
Brennstoffe nicht mehr mit dem Sauerstoffe des Luftüberschusses zusammen finden und
entweichen unverbrannt, um so mehr, als nur bei hoher Temperatur eine Verwandtschaft
stattfindet und ein Paar Fuß über die Feuerstelle hinaus nicht mehr die nöthige
Temperatur besteht. Auf dem Wege bis zur Essenmündung werden diese unverbrannten
Bestandtheile wohl sich oft noch berühren, allein da ist es schon zu spät, und
findet keine chemische Verbindung mehr statt.
Dieß ist nicht allein bei diesen gasförmigen Stoffen der Fall, sondern auch bei den
flüssigen Reagentien, selbst bei großen Verwandtschaftsverhältnissen unter gleichen
Bedingnissen. Wenn man z.B. eine dünne Lösung von einem schwefelsauren Salze mit
Chlorbaryum eine ganz kurze Strecke in einer Rinne ausfließen ließe, und man die
Flüssigkeit dort plötzlich gefrieren lassen könnte, so würden gewiß noch in der
gefrorenen Masse, wo eben so gut keine chemische Action mehr stattfinden kann, als
bei den Brennstoffen unter einer geringeren Temperatur außer der Feuerstelle, einige
Percente beider Salze unzersetzt sich vorfinden.
Bei so hohen Temperaturen, wo sich Gase verbinden sollen, ist zudem die gegenseitige
Anziehung ganz aufgehoben, und es waltet die Expansivkraft vor, wegen
welcher die chemische Verbindung sehr erschwert und nur dann möglichst, wenn beide
Stoffe in Berührung kommen.
Die Verdünnung der unverbrannten Brennstoffe ist besonders wegen dem Stickstoff sehr
groß, welches durch folgendes Beispiel erläutert werden soll.
Gesetzt, es werden Steinkohlen gebrannt, ohne Rücksicht auf den Aschengehalt,
mit
80 Proc.
C
4 „
H
16 „
HO theils hygroskopisch, theils chemisch gebunden.
Der Wasserstoff gehe vollständig in Wasser über; von den 80
Proc. Kohlenstoff werden jedoch nur 70 Theile zu CO², 8 Theile bloß zu CO
verbrannt und 2 Theile entweichen ganz unverbrannt. Man erhält daher als
Verbrennungsproducte oder Rauchgase:
C unverbrannt
2,00
Gew.-Thle.
CO aus 8 C (8 × 2,33 =)
18,64
„
CO² aus 70 C (70 × 3,67 =)
256,90
„
HO aus 4 H (4 × 9 =)
36,00
„
HO obige
16,00
„
Sauerstoff wird verzehrt
10,64 + 186,90 + 32 = 229,54und Stickstoff frei (229,54 ×
79/21 =)
863,51
2 Theile C und 18,64 CO
würden Luft zum Verbrennen
brauchen
76,00
„
––––––––––––––––––––
somit
entstehen aus 100 Gewichtstheilen obiger
Steinkohle Rauchgase ohne Luftüberschuß
1269,05
Gew.-Thle.
Zur Verbrennung von 2 C und 18,64
CO wird
O erfordert
15,96
Gew.-Thle.
hierzu C
2,00
„
„ CO
18,64
„
––––––––––––––––––––
somit
sollten sich zur vollkommenen Verbrennungnoch chemisch verbinden,
d.h. verbrennen
36,60
Gew.-Thle.
das ist nahe 3 Proc. sämmtlicher Rauchgase,
folglich ergeben sich 1269,05 : 36,6 = x : 1, auf 1 unverbrannten 34,69 Gewichtstheile verbrannte unnütze, die
Berührung hindernde Rauchgase, und wenn man die Gewichtstheile derselben für
Volumina nehmend graphisch darstellt, Quadrate mit 1'' Seitenlänge macht, und in der
Mitte ein Quadrat von etwas mehr als 2''' Seitenlänge verzeichnet, welches also 1/34
des großen Quadrates einnimmt, und von denen das eine einen Gewichtstheil C oder CO
vorstellt, das benachbarte aber einen Gewichtstheil O der noch freien
atmosphärischen Luft, so hat man ein ungefähres Bild der großen Verdünnung der
unverbrannten Bestandtheile in den Rauchgasen. Bei der geringen Verwandtschaft, der
hohen Temperatur, wo die ausdehnende Kraft so sehr überwiegt, bei der Schnelligkeit
der Luftströmung und der Kürze des Weges ist eine Annäherung und chemische
Verbindung nicht leicht denkbar, und es sind sicherlich in dieser Beziehung
bestimmte Grenzen gesetzt.
Weil es aber ganz gewiß ist, daß desto mehr den einzelnen unverbrannten Stoffen die
Möglichkeit sich zu berühren und zu verbrennen geboten wird, einen je längeren Weg
sie mit einander durchzumachen haben, so dürfte es eben so gewiß seyn, daß die
Zuleitung dieses Ueberschusses von Luft nicht innerhalb der Feuerstelle, oder an den
Seiten, sondern wie bisher gebräuchlich war, durch ein Ventil in der Heizthür zu
geschehen habe, wie schon früher erwähnt wurde. Am zweckmäßigsten dürfte da ein
Schieberventil mit mehreren Löchern seyn. Combes gibt als
Größe der Ausmündung der Seitencanäle, deren er sich zum Einlassen des
Luftüberschusses bediente, 1/6 der freien Fläche zwischen den Roststäben an. Da beim
Durchgang durch die Ofenthür weniger Hinderniß stattfindet, so dürfte als Größe für
das Ventil 1/10 des freien Rostraumes genügend seyn.
Die Mangelhaftigkeit im Verbrennungsprocesse der schweren Entzündlichkeit des
Kohlenoxydgases oder der Kohlenwasserstoffverbindungen CH und CH²
zuzuschreiben, ist nicht gegründet, denn wenn das Kohlenoxyd der ganzen Ofengicht
oder das Leuchtgas oder Sumpfgas durch einen glimmenden Span oder ein schwaches
Grubenlicht so plötzlich und so großes Unheil bringend entzündet wird, kann von
einer schweren Entzündbarkeit nicht die Rede seyn. Augenblicklich verbrennen diese
Stoffe, wenn Luft und Hitze da ist, bis auf die wenigen, durch die Verdünnung von
der Berührung sehr abgesperrten Atome.
Zur möglichst vollständigen Verbrennung genügt das chemisch-theoretisch nothwendige
Quantum atmosphärischer Luft mit einem geringen
Ueberschuß. Keinesfalls ist es richtig, daß mindestens das doppelte Quantum Luft
nothwendig ist, wenn eine gute Verbrennung stattfinden soll.
1) Eine Steinkohle von der besseren Qualität, mit
80 oder
0,762 Kohlenstoff
4
„
0,038 Wasserstoff
16 „
0,152 Wasser
5
„
0,048 Asche
–––––––––––––––
105
1,000
gibt per Pfd. 7000 Calorien,
weniger die zum Verdampfen des Wassers erforderlichen Calorien (nach Regnault 606,5 per Pfd.
Wasser) und die zum Austreiben des Wassers aus dem Innern der Kohle erforderlichen,
welche man mindestens mit zweimal 606,2 Calorien annehmen kann, wovon ich später
eine möglichst auf Erfahrungen gegründete Entwickelung geben werde. Hier soll nur
hervorgehoben werden, daß es etwas ganz anderes ist, freies Wasser, mit dem die
Kohlen gar nicht in Berührung kommen, z.B. im Dampfkessel oder Abdampfapparate, zu
verdampfen, und in der Kohle selbst gebundenes Wasser. 1 Pfd. Braunkohle kann z.B. 4
Pfd. Wasser, das vierfache des eigenen Gewichtes, verdampfen, nicht aber wenn die
Kohle dieses selbst enthält, nämlich bei 20 Procent Kohle und 80 Procent Nässe; eine
solche Kohle und selbst eine solche von viel weniger Nässehalt wird gar nicht
brennen. Wir haben also höchstens 7000 – 277 = 6723 Calorien. Bei dem
theoretischen Quantum der Verbrennungsluft ist die Summe der Producte der
Rauchgasbestandtheile
mit der entsprechenden specif. Wärme
2,88
beim doppelten Luftquantum
5,37
und im ersteren Fall ergibt sich die Temperatur mit
2334°
im zweiten Falle mit
1252°
Da man bei letzterer Temperatur aber nichts ausrichten könnte, und gewiß die erstere
besteht, so ist damit erwiesen, daß man nie das doppelte Quantum Verbrennungsluft
anwendet. Noch muß bemerkt werden, daß auch hier angenommen wurde, von 0,762 C
werden bloß 0,686 zu CO², dann 0,068 zu CO verbrannt und 0,008 entweichen als
C, fast im Verhältniß wie oben schon angenommen wurde und ohne dem es in der Praxis
nicht abgeht. Als specifische Wärme für den Wasserdampf wurde nach Gustav Schmidt, „Mechanik der Gase“ 0,382
angenommen, von deren Richtigkeit ich überzeugt bin, gegenüber der für Wasserdampf
so schwierigen empirischen Bestimmung Regnault's von
0,475 und einer noch älteren von 0,847.
2) Wenn man in oben aufgeführtem Beispiele ein Reagens in Ueberschuß zutheilen würde,
so würden sich in der zum Einfrieren gebrachten Flüssigkeit eben so gut einige
Procente unzersetzt finden.
3) Ein weiterer Beweis liegt wohl darin, daß bei Anwendung der höchsten Temperaturen
der Heizer sorgfältig den Zufluß überflüssiger Luft absperrt.
Das eben Gesagte betrifft nur den Plan-Rost.
Bei einer gewissen Behandlung und Einrichtung gehört der Treppenrost in diese
Kategorie der sogenannten rauchverzehrenden Apparate. Die ursprüngliche Einrichtung
desselben, bei welcher er aber in die III. Kategorie gehört, von der später die Rede seyn soll,
enthält wie bekannt einen Fülltrichter, der mit Kohlen in größeren Partien gefüllt
wird, und von dem selbe über die Treppe hinabrollen und den Rost von selbst belegen.
Wird nun statt des Fülltrichters eine Heizthür angebracht, und werden die Treppen
von Zeit zu Zeit, wenn die Kohlen bald abgebrannt sind, mit frischen Kohlen
überstreut, so wie der Planrost, so hat man ganz dasselbe Verhältniß hinsichtlich
des Rauches wie bei diesem, und der so behandelte Treppenrost wird eben so gut
rauchen wie der Planrost. Denn wo die kalten frischen Kohlen auf die glühenden zu
liegen kommen, muß Rauch entstehen, und auch als solcher entweichen, wenn er nicht
angezündet und zum Verbrennen gebracht wird. Während beim Planroste als unumgänglich
nothwendig erkannt wird, einen Ueberschuß von Luft außer der durch den Rost
einströmenden noch zuzuleiten, ist dieses bei diesem Treppenroste nicht nöthig, weil
die Asche bequem von den Treppen abgestreift werden kann, die Treppen somit freien
Zwischenraum genug gewähren, daß hinlänglich Luft einströmen kann, und weil auf den
gleich dick beschickten Treppen die Kohlen ganz locker aufliegen und der Einströmung
von Luft die geringsten Hindernisse bieten.
Eine solche Einrichtung und Behandlung des Treppenrostes sah ich bei Dampfkesseln und
Abdampfapparaten, jedoch nur bei Kohlenklein. Man übersicht hierbei den Rost von
innen, kann die Kohlschichte nach Gutdünken dicker oder dünner machen, hat die
Feuerung in seiner Gewalt, und in die Asche kann kein Kohlenstückchen unverbrannt
durchfallen, und die Reinigung der Treppen von Asche und Ruß kann leicht vor sich
gehen. Dieser Treppenrost theilt zwar die Nachtheile des Rauches mit dem
horizontalen, hat jedoch andererseits manche Vortheile vor diesen. Bei hohen
Temperaturen jedoch dürfte die Schürung eines solchen Treppenrostes eine sehr große
Aufmerksamkeit von Seite des Heizers erheischen, denn das Einströmen von zu viel
Luft und eine Herabsetzung der Temperatur dürfte manchmal fast unvermeidlich
seyn.
Während der Rauchperiode nützt die Zuleitung von Luft oberhalb des Rostes wenig oder
nichts, während sie darnach, wenn einmal alle Kohlen glühend sind, eine so
vollkommene Verbrennung bewirkt, als überhaupt möglich ist, und die Nachtheile
erstrecken sich daher nur auf die anfängliche Zeit nach dem Schüren, auf die Zeit
der Rauchbildung, während welcher mehr oder weniger Brennstoffe, Kohlenstoff,
Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff und Kohlenoxyd unverbrannt in die Esse abziehen.
Dieser Nachtheil ist sehr verschieden nach der Beschaffenheit des Brennstoffes. Die
Ellbogen-Falkenauer Braunkohle z.B. ist sehr bituminös, ungemein leicht entzündlich,
löst sich, sobald sie erwärmt wird, rasch in Gase auf, läßt selbst Kohlenstoff in
großen Quantitäten verflüchtigen, der sich gleich in den Zügen als Ruß anlegt, diese
bald verstopft, und die Luft mit sogenannten Rußflocken erfüllt, welche an Größe
wohl den Schneeflocken gleichen.
Diese Kohlen verbrennen auch rasch, selbst auf kleinen Rösten, ja manche selbst in
einzelnen Stücken, und man kann mindestens 2/5 der Schürzeit auf die sehr starke
Rauchbildung rechnen, wo der dicke, fast mehr schwarz als dunkelgrau zu nennende
Rauch bei der Esse nach dem dort üblichen technischen Ausdrucke
„herauswuzelt,“ 2/5 auf noch bedeutende Rauchbildung und
höchstens 1/5 auf jene Zeit, wo wenig oder gar nichts von Rauch zu bemerken ist.
Eine solche Kohle ist auch gut zur Rußerzeugung zu brauchen.
Ganz gewiß geht ohne weitere Abhülfe gegen den Rauch bei solcher Kohle durch
Entweichen unverbrannter Brennstoffe viel verloren, und jedenfalls mehr als bei
jenen, welche vermöge ihrer Zusammensetzung weniger Rauch entwickeln. Der
ökonomische Vortheil der Rauchverzehrung und die Nothwendigkeit derselben für die
Umgebung ist bei solchen Kohlen am größten.
Für den Haushalt, nämlich für Zimmerheizöfen, findet man die Anwendung eines Rohres
empfohlen, welches Luft innerhalb des Rostes in die Ofenzüge führt. Daß dieses den
Rauch nicht beseitigen kann, hier sogar schaden muß, indem es den Ofen unnütz
abkühlt, ist einleuchtend. Wenn nicht eine andere Einrichtung vorgezogen wird,
empfiehlt sich das, seit alten Zeiten angewendete Luftventil an der Heizthür.
II. Kategorie.
Die Feuerstelle wird weiter zurück, mehr entfernt von dem zu heizenden Gegenstande,
als Dampfkessel oder Abdampfapparat, gesetzt, um die unverbrannten Theile der
Rauchgase, bevor sie den kalten Gegenstand erreichen, an dem heißen Mauerwerke oder in eigens zu dem Zwecke angebrachten Thon- oder
Eisenröhren, welche sie zu durchstreichen haben, zu verbrennen, wobei auch meistens
ein Ueberschuß von Luft zugeleitet wird.
Wenn man bloß auf Feuerungen denkt, welche ein in immer gleich niedriger Temperatur
bleibendes Object, z.B. einen Dampfkessel oder eine Abdampfpfanne zu erhitzen haben,
und wenn man voraussetzt, daß das heiße Mauerwerk oder der Thon eine genügende Hitze
habe und selbe während der ganzen Rauchperiode ungeachtet der Abkühlung der
durchziehenden kalten Rauchgase beibehalte, und daß die Berührung eines jedenfalls hoch weiß
glühenden Körpers zur Verbrennung der Rauchgase genüge, so möchte man glauben, es
sey etwas an der Sache. Es ist auch richtig, daß beim Anfeuern von Ziegelöfen und
Kalköfen, beim sogenannten Schmauchfeuer, wo der Heizgegenstand noch naß ist und die
Rauchgase damit in unmittelbare Berührung kommen, daß da die Rauchentwickelung noch
größer ist, als später, wo Ziegel und Kalk schon glühend sind.
Allein eben so richtig ist auch, daß in den gewöhnlichen und meisten Fällen ohnedieß und oft in mehr ausgedehnteren Verhältnissen
diese empfohlenen Bedingnisse der angeblichen Rauchverbrennung vorhanden sind, z.B.
bei Schweiß- und Puddelöfen, Stahlöfen, Porzellan- und Glasöfen, Schmelzflammöfen,
und daß dessen ungeachtet nach jedesmaligem Schüren bei diesen Oefen ein gewaltiger
Rauch entsteht. Wenn nun ein Porzellanofen, nachdem er in voller Weißgluth ist, und
in dem die Rauchgase einen verschieden gekrümmten Weg von 4 bis 8 Klafter zu
durchziehen haben, bevor sie aus der Esse kommen, noch furchtbar raucht, so ist doch
offenbar der Beweis hergestellt, daß die Erhitzung durch Berührung mit heißen
Gegenständen keine Rauchverzehrung zu Stande bringt.
Uebrigens glaube ich bemerkt zu haben, daß bei Anwendung von wirklich
rauchverzehrenden Apparaten, welche in der Kategorie III subsummirt sind, zur
Heizung von Gegenständen, welche immer in gleich niedriger Temperatur bleiben, der
Rauch doch nie so rein und frei von grauer Färbung ist, als wie bei Feuerherden von
gleich bleibenden hohen Temperaturen. Deßhalb gibt es nur beim Dampfkessel oder
Abdampfapparate für eine rauchverzehrende Anlage die eigentliche Feuerprobe.
Ein zu heizendes Object niedriger Temperatur erschwert wohl die vollkommene
Rauchverzehrung für die hierauf eingerichteten Feuerungen, allein die Entfernung der
Feuerstelle vor demselben hilft dem Rauchen nicht ab. Es können wohl durch einen
kalten Gegenstand die Rauchgase wieder zersetzt werden, so daß sich Ruß anlegt und
theilweise im Rauche fortzieht, allein daraus folgt nicht das Umgekehrte, daß durch
einen heißen Gegenstand die noch unverbrannten Stoffe sich chemisch verbinden und
verbrennen.
Da die größere Entfernung der Feuerstelle von dem zu heizenden Gegenstande immer mit
Wärme- und Temperatur-Verlust verbunden ist, so sind außerdem, daß der Rauch nicht
verzehrt wird, diese Feuerungsanlagen weniger ökonomisch als die der anderen
Kategorien I und III. Daß eine größere Entfernung sehr nachtheilig ist, gibt sich am
auffälligsten bei einem Sparherde zu erkennen; wenn der Rost 9'' oder noch mehr unter die
Herdplatte gelegt wird, kann eine Köchin schon nichts mehr ausrichten.
Je näher das Heizobject dem Feuer liegt, desto mehr nimmt es Wärme auf, nur ein ganz
geringer Raum muß für Mischung der Gase dazwischen frei bleiben.
Für den Haushalt erscheint auch ein rauchverzehrender Zimmerofen empfohlen, der sich
auf dieses Princip gründet, und worin oberhalb der Kohlschichte eine mehrfach
durchlochte dicke Eisen- oder Thonplatte angebracht ist, welche die Rauchgase zu
durchstreichen haben. Allein abgesehen, daß ein Ofen weder für einen Saal, noch
weniger für ein Zimmer so stark geheizt wird, daß eine solche Platte weißglühend
werden könnte, ohne dem ein Erfolg gar nicht denkbar ist, so läßt sich, wie erwähnt
durch Erfahrungen an anderen Oefen, wo diese Bedingnisse noch besser ohnedieß
vorhanden sind, im Voraus sagen, daß dieses Project keinen Erfolg haben kann.
(Der Schluß folgt im nächsten Heft.)