Ueber Ausnutzung der Brennstoffe durch Zimmeröfen; von Friedr. Bode, Civil-Ingenieur in La Salle, Illinois. (Schluſs der Abhandlung S. 31 dieses Bandes.) Bode, über Ausnutzung der Brennstoffe durch Zimmeröfen. Die strahlende Wärme des amerikanischen Ofens ist bei starkem Feuer, wie es z.B. fast den ganzen langen Winter 1880/81 zu halten war, oftmals nahezu unerträglich und macht auſser dem Raum, den die Aufstellung des Ofens in möglichstem Abstande von Wänden und Möbeln hinwegnimmt, noch einen ferneren Theil des Zimmers um den Ofen herum so zu sagen zur Benutzung und zum Aufenthalte ungeeignet. Gleichwohl bleibt dabei der Fuſsboden des Zimmers im behaglichen Abstande vom Ofen relativ kalt. Ich habe einige Male die Temperaturen an der Decke und am Fuſsboden des nur 3m,68 hohen Zimmers gemessen und dabei folgendes gefunden: bei äuſserer Temperatur: 4,1 2,8 1,0    3,4° ––––––––––––––––––––––––– oben: 25,0 24,0 25,8 26,0 unten: 17,5 16,0 14,8 18,0, also eine durchschnittliche Temperaturdifferenz von 8,6°, obwohl der Fuſsboden gänzlich mit dickem Teppich belegt und das Zimmer ebenerdig ist. Ich kann versichern, daſs bei geringerer Auſsentemperatur die Differenz sich unangenehm erhöht. Die Führung der Rauchgase unter den Aschenfall kann auch in der That nur äuſserst wenig zur Erwärmung des unteren Zimmertheiles beitragen, weil die unter dem Ofen selbst erwärmte Luft, hervortretend, alsbald aufwärts steigt und von allen Seiten kalte Luft an ihre Stelle herbeiströmt. – Wie sich hinsichtlich der strahlenden Wärme der Ofen Fig. 2 S. 32 d. Bd. mit Backansatz gestaltet, kann ich nicht aus Erfahrung mittheilen, denke mir aber, daſs hier die strahlende Wärme noch viel unangenehmer auftritt. Daſs an einem solchen Ofen die Dichtung der Fugen unmöglich ist, ist leicht einzusehen. Ich versuchte sie aber auch darum nicht, weil ich glaube, daſs das Objekt so, wie es der Handel zum Gebrauche liefert, untersucht werden muſs und nicht mit Zuhilfenahme solcher besonderer Veranstaltungen, welche im praktischen Gebrauche nicht eingehalten werden. Die Analyse des bei 105° im Kohlensäurestrom getrockneten Anthracits von Pennsylvanien ergab nach Hrn. Hans Schulze in Prof. Cl. Winkler's Laboratorium zu Freiberg: Kohlenstoff 86,91 Wasserstoff 2,80 Stickstoff und Sauerstoff 3,89 (Differenz) AscheSchwefel 5,970,43 (mit 0,14 Schwefel)(flüchtiger Antheil) 0,57 Sim Ganzen –––––– 100,00. Rechnet man nach anderweit vorliegenden Analysen von amerikanischem Anthracit den Stickstoffbetrag zu 0,89, sowie vom ganzen Betrage des Schwefels auch nur den durch die Analyse ermittelten flüchtigen Antheil und läſst man endlich 1 Proc. Feuchtigkeit zu (was bei der derben, höchst selten schieferigen und blätterigen sowie durchaus nicht porösen Beschaffenheit des Materials der Wahrheit nahe kommen wird, so hat man bei der Verbrennung von 1k Anthracit: Producte Sauerstoffbedarf k k k Kohlenstoff 0,8604 3,155 CO2 2,294 Wasserstoff 0,0277 0,249 H2O 0,222 Sauerstoff 0,0300 Stickstoff 0,0085 0,008 N Schwefel 0,0043 0,009 SO2 0,004 Asche 0,0591 Feuchtigkeit 0,0100 0,010 H2O –––––– –––––––– ––––––– 1,0000 3,431 2,520 An Sauerstoff ist in der Kohle selbst 0,030 ––––––– 2,490. 2k,49 Sauerstoff sind enthalten in 10k,74 = 8cbm,54 atmosphärischer Luft, welches der Bedarf für die theoretisch gedachte Verbrennung ist. Die WärmeentwicklungAlex. Naumann (Die Heizungsfrage, Gieſsen 1881) erklärt es zwar für unzulässig, aus der Elementarzusammensetzung des Brennstoffes auf die Verbrennungswärme zu schlieſsen; ich war jedoch nicht in der Lage, die letztere calorimetrisch zu bestimmen und muſs es daher bei dem bisherigen Brauche bewenden lassen, den ich übrigens nicht vertheidigen will.F. B. beträgt dabei nach den üblichen Anschauungen: (0,8604 × 8080 + 0,0277 × 29630 + 0,0043 × 2222) – 0,01 × 640 = 7777°, wobei ich, beiläufig bemerkt, für die Verbrennungswärme des Wasserstoffes 29630c ansetze, in Anbetracht, daſs die Zahl 34462, welche gewöhnlich angegeben wird, einschlieſslich der durch die Condensation des gebildeten Wassers frei werdenden Wärme ermittelt ist und im vorliegenden Falle gar nicht erwartet werden darf, daſs die Feuerung oder das Heizobject diesen Betrag mit einbringen kann. Die folgenden Gasanalysen, mittels des Orsat'schen Apparates ausgeführt, werden nun Ausweis darüber geben, in wie weit der berechnete Wärmebetrag dem Zimmer und dem Schornsteine zu gute gekommen ist. Die erste Reihe dieser Analysen ist mit demselben Material erhalten, von welchem die Probe zur Analyse entnommen wurde; für die zweite und dritte Reihe war eine neue Sendung Anthracit in Gebrauch genommen, welche aber von der früheren nur unwesentlich in der Zusammensetzung sich unterscheiden dürfte. Es sei noch bemerkt, daſs der Ofen vor Ausführung der Analysen wochenlang Tag und Nacht geheizt war. Während des Analysirens schwankte die Zimmertemperatur von 14 bis 21° und wurde durch Oeffnen der Thüren zu Nebenzimmern und der Fenster constant zu erhalten gesucht. Die Arbeit geschah in einem Nebenzimmer. Die Temperatur der abziehenden Gase ist mit t bezeichnet. Die Angaben in der Spalte „Aschenfallthür“ beziehen sich auf den in derselben befindlichen Coulissenschieber: 1. Reihe. April 1881: Aeuſsere Temperatur + 6°. Zeit CO2 O CO N t Schieber Aschenfallthür Rost Von9Uhr abbis1Uhr 0,801,001,201,301,401,802,70 19,7019,7019,4019,3019,0018,7017,60 00000,1000,10 79,5079,3079,4079,4079,5079,5079,60    83°  89  96106111120175 Mittelstellg.Desgl.¾ offen.Desgl.Ganz offenDesgl.Desgl. Geschlossen. Nicht gerüttelt.Gerüttelt.Nicht gerüttelt.Desgl.Desgl.Gerüttelt.Desgl. 3,004,204,40 17,6016,3016,20 000 79,4079,5079,40 193210213 Desgl.Desgl.Desgl. Feiner Spalt off.¼ offen½ offen Nicht gerüttelt.Desgl.Desgl. Mittel 2,18 18,35 0 79,45 140° 2. Reihe. November 1881: Aeuſsere Temperatur – 6°. Zeit CO2 O CO N t Schieber Aschenfallthür Rost Uhr  91011 Min.3055205015 0,801,101,351,702,60 19,7019,6019,3018,9017,90 00,10000 79,5079,2079,3579,4079,50    80°  82  85  88127 Mittelstellg.Desgl.¾ offenDesgl.Ganz offen Geschlossen Nicht gerütteltGerütteltNicht gerütteltGerütteltDesgl. 12  1  2 40  5  5205010 4,304,101,302,404,501,30 16,1516,1019,2018,3516,0519,30 00000,050,10 79,5579,8079,5079,2579,4079,30 188205102110196112 Desgl.¾ offenMittelstellg.Ganz offenDesgl.Mittelstellg. ⅛ offen¼ offenGeschlossenDesgl.¾ offenGeschlossen Nicht gerütteltDesgl.Desgl.GerütteltNicht gerütteltDesgl. Mittel 2,31 18,23 0 79,43 125° Alsbald nach der letzten Analyse dieser Reihe wurde noch eine Probe aus der erwähnten Theekessel-Oeffnung des Ofens entnommen (also vor Eintritt der Gase in das blecherne Rauchrohr) und deren Kohlensäuregehalt zu 1,40 Vol.-Proc. gefunden. 3. Reihe. November 1881: Aeuſsere Temperatur + 5°. Zeit CO2 O CO N t Schieber Aschenfallthür Rost Uhr12 Min.1540–20 1,401,202,052,95 19,2019,4018,6517,45 00,1000 79,4079,3079,3079,60    78°  79  84  90 Mittelstellg.Desgl.¾ offenGanz offen Geschlossen Nicht gerütteltGerütteltDesgl.Desgl. 34 40–2040– 4,706,704,502,101,60 15,9014,0016,1018,5019,20 0000,100 79,4079,3079,4079,3079,20 158196220125112 Desgl.Desgl.¾ offenMittelstellg.⅛ offen ⅛ offen¼ offen½ offenGeschlossenDesgl. Nichtgerüttelt Mittel 3,07 17,60 0 79,36 127° Man sieht, daſs die Kohlenoxydbildung eine äuſserst geringe ist, so gering, daſs man sie für die calorimetrischen Berechnungen ganz vernachlässigen kann. Läſst man für die Rechnungen die schweflige Säure, welche übrigens bei der Analyse als Kohlensäure mit bestimmt wird, sowie den Stickstoff des Brennmaterials selbst als unerheblich aus dem Spiele, so erhält man für 1k des Anthracits mit 1 Proc. Feuchtigkeit: Bei der 1. Reihe: Proc. cbm k KohlensäureSauerstoffStickstoffWasserdampf, aus der VerbrennungDesgl. bei 50% relativer Feuchtigkeit von      73cbm,56 Verbrennungsluft von 0°      für 10° 0,2490,358––––––0,607   2,1818,3579,45   1,60413,50058,457––––––73,561 3,15519,30573,4800,607 Setzt man die specifische Wärme = w, die Tem-      peratur t = 140°, so hat man den Wärme-      verlust c auf: w wt c              3,155 Kohlensäure           19,305 Sauerstoff           73,480 Stickstoff             0,607 Wasserdampf 0,209140,217510,24380,48051 29,2830,4534,1167,27 92588250641 Somit Verlust c – – 3227 oder (3227 × 100) : 7777 = 42 Proc. Bei der 2. Reihe: Proc. cbm k KohlensäureSauerstoffStickstoffWasserdampf, aus der VerbrennungDesgl. bei 50% relativer Feuchtigkeit von      69cbm,416 Verbrennungsluft von 0°      für 10° 0,2490,338––––––0,587   2,3118,2379,43   1,60412,65855,154––––––69,416 3,15518,10169,3390,587 Setzt man die Temperatur t = 125°, so kommt auf: w wt c              3,155 Kohlensäure           18,101 Sauerstoff           69,339 Stickstoff             0,587 Wasserdampf 0,209140,217510,24380,48051 26,1327,1930,4760,06 82492211336 Somit Verlust c – – 2723 oder (2723 × 100) : 7777 = 35 Proc. Bei der 3. Reihe: Proc. cbm k KohlensäureSauerstoffStickstoffWasserdampf, aus der VerbindungDesgl. für 51cbm,88 Luft, wie vorher 0,2490,253––––––0,502   3,0717,0679,36   1,604  8,91341,366––––––51,883 3,15512,74651,9970,502 Die Temperatur t ist = 127°, somit: w wt c              3,155 Kohlensäure           12,746 Sauerstoff           51,997 Stickstoff             0,502 Wasserdampf 0,209140,217510,24380,48051 26,5627,6230,9661,02 84352161031 Somit Verlust c – – 2077 oder (2077 × 100) : 7777 = 27 Proc. Man könnte den vorstehenden Berechnungen vielleicht vorwerfen, daſs sie Licht und Schatten nicht gleichmäſsig berücksichtigen und auf Durchschnittszahlen beruhen, welche von der Willkür des Experimentators abhängen, in so fern der Gang der Untersuchung und die Zugstellung am Ofen so eingerichtet werden konnte, daſs mehr Analysen mit starkem Luftüberschuſs zum Vorschein kommen als solche mit weniger Luftüberschuſs. Es würde hierdurch allerdings das Endresultat je nach Absicht innerhalb gewisser Grenzen beliebig erhöht oder herabgesetzt werden. Diesem Einwände zu begegnen, bildete ich aus den 3 Analysenreihen wiederum zwei neue Reihen nach der Maſsgabe, daſs alle Analysen, welche bis zu 2,5 Proc. (einschlieſslich) Kohlensäure lieferten, denen gegenüber gestellt wurden, welche darüber gaben. Der Durchschnitt stellte sich alsdann, wie folgt: Reihe Abis einschlieſslich 2,5 Proc. CO2 Reihe Büber 2,5 Proc. CO2 Kohlensäure   1,43   4,05 Sauerstoff 19,17 16,45 Stickstoff 79,37 79,49 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Durchschnittstemperatur t = 97° 181° Man erhält alsdann unter Beibehaltung der früheren Bezeichnungen: Reihe A Reihe B cbm k cbm k KohlensäureSauerstoffStickstoff 1,60421,50289,098–––––––112,204     3,155  30,758111,962 1,6046,51531,482––––––39,601   3,155  9,31839,562 WasserLuftfeuchtigkeit 0,2490,546 0,795 WasserLuftfeuchtigkeit 0,2490,194   0,443 Somit für Kohlensäure w = t = 97 –0,20246 t = 181– –0,21564 wt c wt c KohlensäureSauerstoffStickstoffWasserdampf 19,3421,1023,6546,61     61  6482647    37 39,0339,3744,1386,97   123  3671746    39 Somit Verlust c – 3393 – 2275 Es beziffert sich daher der Verlust bei mäſsigem Feuer und wenig Luftzug (A) auf 44 Procent, bei starkem Feuer dagegen und reichlicher Luftzuströmung (B) auf 29 Procent des theoretischen Heizeffectes. Der Ofen arbeitet also bei strengem Winter ökonomischer als bei mildem. In einem Berichte eines amerikanischen Consuls in Deutschland las ich jüngst eine Ermunterung an die Adresse der amerikanischen Ofen-Industrie zur Ausfuhr dorthin. Ich glaube wohl, daſs dieselbe Aussichten hat: die äuſseren Eigenschaften der Oefen sind durchaus einnehmend und darum wird auch ihr für deutsche Verhältnisse hoher Preis kein Hinderniſs sein. Was aber die Leistungen betrifft, nach welchen die allermeisten Käufer doch einmal nicht fragen, so hat man in Deutschland Constructionen, welche den amerikanischen Füllöfen entschieden überlegen sind.