L. Ueber Dampfkessel-Oefen mit Rauchverzehrung; von Hrn. C. W. Williams. Aus dem London Journal of arts, Mai 1854, S. 375. Williams, über Dampfkessel-Oefen mit Rauchverzehrung. Ueber diesen Gegenstand trug Hr. Williams in der Versammlung der Institution of Civil Engineers zu London am 4. April d. J. eine Abhandlung vor. Er verbreitete sich zuerst über die chemische Constitution der Flamme, um zu zeigen, daß deren Vorhandenseyn die (vollständige) Verbrennung des Kohlenwasserstoffgases nicht einschließt, indem die Flamme nur der vorläufige Zustand des starken Glühens der zahlreichen Kohlenstoffatome der Gasart ist, welches durch die intensive Hitze veranlaßt wird, die bei der Verbrennung des andern Bestandtheils – des Wasserstoffs – entsteht. Um die Verbrennung des aus Steinkohlen in einem Dampfkessel-Ofen erzeugten Gases zu bewerkstelligen, habe man zuerst einen rein mechanischen Proceß anzuwenden, welcher darin besteht, die Theilchen des Gases und diejenigen der Luft so innig als möglich mit einander zu mischen; denn ihre Vermischung ist die nothwendige Bedingung der nachherigen chemischen Vereinigung. Auf die Ermittelung einer Methode, um jene Vermischung auf die schnellste und innigste Weise bewirken zu können, beschränkt sich im Wesentlichen Alles, was der menschliche Scharfsinn leisten kann, um eine vollständige Verbrennung zu erzielen. Als Beispiel einer Methode diese Mischungen zu bewerkstelligen oder die Atome von Luft und Gas zusammenzubringen, bezog er sich auf den Argand'schen Brenner; der Unterschied besteht bloß darin, daß bei dem Argand'schen Brenner das Gas in zahlreichen kleinen Strahlen in die Luft ausströmen muß, während beim Dampfkessel-Ofen der umgekehrte Proceß stattfindet, indem die Luft mittelst zahlreicher Oeffnungen dem Gase zugeführt wird. In beiden Fällen ist die Wirkung die gleiche; wie bei Erzeugung eines künstlichen Wasserstrahls wird augenblicklich die größtmögliche Oberfläche für die gegenseitige Berührung hergestellt. Durch Modelle und Zeichnungen erläuterte er dann, daß sich auf eben so einfache als leichte Weise in den Dampfkessel-Oefen für stationäre und Schiffsmaschinen Hunderte von kleinen Oeffnungen anbringen lassen, um die innigste Vermischung der Luft mit den gasförmigen Verbrennungsproducten zu bewirken. Vieljährige Erfahrung habe bewiesen, daß es ganz gleichgültig ist, in welchen Theil des Kesselofens oder seines Feuercanals man die Luft einführt, vorausgesetzt daß der wesentlichen Bedingung entsprochen wird – die Vermischung der Luft mit dem Gas zu bewerkstelligen, bevor die Temperatur des letztern unter denjenigen Grad gesunken ist, wobei es sich noch entzünden kann, und diese Temperatur beträgt nach Humphrey Davy nicht unter 800° Fahr. (426° C.). Vor Einführung der Röhrenkessel (für Schiffsmaschinen) anstatt der gewöhnlichen Kessel mit Feuercanälen, nahm man an, daß die Einführung der Luft nach dem Argand'schen Princip, mittelst einer durchlöcherten Platte hinter der Ofenbrücke, zur Erzielung einer vollkommenen Verbrennung hinreichend sey. Die Röhrenform des Kessels machte jedoch eine andere Anordnung absolut nothwendig, weil die Entfernung zwischen der Ofenbrücke und den Röhren sehr kurz ist und folglich die Luft diese Strecke in so wenig Zeit durchzieht, daß die Vermischung und Verbrennung nicht gehörig bewerkstelligt werden kann. Dieß führte nach zahlreichen Proben dahin, daß man die Zulassungsöffnungen an der Vorderseite oder dem Einschürende des Ofens anbrachte; das von den Kesselfabrikanten angenommene System, den Ofenthür- oder Einschürcanal der Schiffskessel zu verengen, war einer erfolgreichen Anwendung des Argand'schen Princips sehr hinderlich; die Erweiterung des Einschürcanals lieferte jedoch hinreichenden Raum für die erforderliche Anzahl Oeffnungen von 3/4 oder 1/2 Zoll Weite; mittelst dieser Anordnung wurde die Entfernung zwischen der Brücke und den Röhren um so viel vergrößert als die Länge des Ofens von der Thür zur Brücke betrug, und auf diese Weise das Argand'sche Princip mit großem Erfolg bei Schiffskesseln angewandt. Bezüglich der Quantität oder des Volums der erforderlichen Luft und des Flächeninhalts der zu ihrer Einführung nöthigen Oeffnungen bemerkte der Vortragende, daß die Praktiker häufig einen großen Irrthum begingen, indem sie annahmen, daß bei einfachen Oefen die Oeffnung nur 1 1/2 Quadratzoll für jeden Quadratfuß Feuerfläche in dem Ofen zu betragen brauche; und nur einen halben Quadratzoll für jeden Quadratfuß Rostfläche bei Kesseln mit Doppelofen. Diese Verhältnisse sind völlig unzureichend, denn es kann dabei kaum das Viertel der erforderlichen Luftmenge einziehen. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß bei Anwendung von Backkohlen (bituminösen Kohlen) 4 bis 6 Quadratzoll für jeden Quadratfuß Heizfläche erforderlich sind; und bei Anwendung von Anthracit, 2 bis 4 Quadratzoll, je nach der Güte der Kohlen und der Stärke des Zugs. Hinsichtlich der sehr verbreiteten Annahme, daß für rauchverzehrende Oefen geschickte Heizer nicht zu entbehren seyen, bemerkte der Vortragende, daß an den Heizer keine andere Anforderung gemacht werden sollte, als daß er den Rost mit Kohlen gefüllt und gleichförmig bedeckt erhält; denn wenn das hintere Ende oder die Seiten des Heizraums unbedeckt gelassen werden, so zieht die Luft durch dieselben ein, anstatt durch die Luftvertheiler zu streichen, weil sie in jenem Falle auf dem heißesten und kürzesten Wege zum Schornstein gelangen kann. Die Erfahrung lehrt auch, daß es, wenn die Roststangen nicht gut und gleichförmig mit Kohlen bedeckt sind, unmöglich ist die Zulassung der Luft zu reguliren oder zu controliren. Man hat während der letzten zehn Jahre zahlreiche Vorschläge probirt, um durch Anwendung selbstthätiger Ventile die Zulassung der Luft zu reguliren; die Ungleichförmigkeit, welche das Einströmen der Luft durch den unbedeckten Theil des Rosts veranlaßt, konnte aber durch selbstthätige Ventile irgend einer Art durchaus nicht vermieden werden, und man mußte daher diese Ventile als ganz nutzlos aufgeben. Die Unbrauchbarkeit solcher Ventile beweist auch der Pyrometer von Houldsworth Beschrieben im polytechn. Journal Bd. XC S. 374., welcher das einzige verläßliche Mittel ist, um sich von der erzeugten Wärmemenge und deren gehörigen Anwendung zur Dampfbildung zu vergewissern. Der Vortragende bemerkte auch, daß die Farbe des aus dem Schornstein abziehenden Rauchs nur auf falsche Schlüsse führen kann; die Sehlöcher und der erwähnte Pyrometer liefern alle erforderlichen Anhaltspunkte, wornach der Heizer mit Sicherheit die Zulassung der Luft zu reguliren im Stande ist. Verhandlungen des Vereins der Civilingenieure (zu London) über die Rauchverhütung bei den Dampfkessel-Oefen. Während einige Schriftsteller über Dampfmaschinen behaupten, daß es zur Verbrennung des Rauchs genügt, wenn die Oeffnung für die in den Kesselofen ziehende Luft nur einen halben Quadratzoll für jeden Quadratfuß des Rostes oder der Heizfläche beträgt, wurde allgemein anerkannt, daß dieß für praktische Zwecke unzureichend ist, indem 4 bis 6 Quadratzoll für jeden Quadratfuß des Rostes nothwendig sind, je nach der Stärke des Zuges und der Beschaffenheit der Steinkohlen. Diese bedeutende Differenz wurde wahrscheinlich durch eine unrichtige Berechnung der Geschwindigkeit des eintretenden Luftstroms veranlaßt. Denn wenn man sich auf einen halben Quadratzoll Rostöffnung beschränkt, so müßte die Luft eine zehnmal größere Geschwindigkeit haben, als sie in der That jemals erreicht. Angenommen z.B. ein Heizraum sey 4 Fuß lang und 2 Fuß 6 Zoll breit, was 10 Quadratfuß Rostfläche ergibt, so pflegt man auf derselben 2 Cntr. Kohlen per Stunde zu verbrennen; diese erfordern aber bloß zur Verbrennung des Gases (da für 1 Volum Kohlenwasserstoffgas 10 Volume Luft nothwendig sind) 10,000 Kubikfuß per Stunde einströmender Luft; 20 Cntr. (1 Tonne) Kohlen würden 100,000 Kubikfuß erfordern. Wie groß dabei die Zulassungsöffnung seyn muß, erläutert folgende Tabelle:    Luft-Oeffnung perQuadratfuß des Rostes. Geschwindigkeit des  Zugs per Secunde.    Luftmenge per        Stunde.    Luftmenge für  1 Tonne Kohlen.      6 Quadratzoll. bei   5 Fuß per Sec.   7,500 Kubikfuß   75,000 Kubikfuß      6       „ bei 10   „        „ 15,000      „ 150,000       „ Wenn man die Oeffnung auf einen halben Quadratzoll vermindern würde, wäre folglich eine Geschwindigkeit von 80 Fuß per Secunde erforderlich, damit innerhalb der gegebenen Zeit die erforderliche Luftmenge einströmen kann. Durch Beobachtungen mit dem Anemometer hat man aber gefunden, daß bei gutem Zug der einziehende Luftstrom eine Geschwindigkeit von 8 bis 10 Fuß per Secunde hat; und von 5 bis 8 Fuß, wenn der Zug nur mäßig ist. Die Methode des Hrn. C. Wye Williams, die Luft durch zahlreiche kleine Oeffnungen zuzulassenMan sehe die Beschreibung von Williams' Patent im polytechn. Journal Bd. LXXVI S. 338; ferner Bd. XCII S. 250., hat sich praktisch bewährt; dabei kommt es aber darauf an, eine solche Zertheilung der Luft bei ihrem Zulassen in den Ofen zu bewirken, daß in keinem Zeitpunkt mehr Atome Luft mit den Atomen des Gases in Berührung kommen, als zu ihrer fortwährenden Vereinigung und Verbrennung erforderlich sind, wobei dann ununterbrochen Hitze erzeugt wird; strömt hingegen die Luft, sey es in Masse oder zertheilt, in größerer Menge ein, als sie das Gas vor Abnahme seiner Temperatur verzehren kann, so ist die nothwendige Folge eine Abkühlung, daher sich Rauch bilden muß und Brennmaterial unnütz verbraucht wird.Die zahlreichen Oeffnungen, durch welche die Luft in den Ofen zieht, müssen folglich so angeordnet seyn, daß sie eine genaue Regulirung gestatten; denn nach dem Aufschütten frischen Brennmaterials auf den Rost ist eine größere Luftmenge erforderlich, als wenn das Feuer hell und ungehindert brennt. Was das Publicum hinsichtlich der Rauchfrage verlangt, beschränkt sich darauf, daß durch irgend welche einfache Mittel die Entstehung des sichtbaren schwarzen oder braunen Rauches verhütet und derselbe bei seiner zufälligen Bildung verzehrt werden soll. Die zu dieser Rauchverzehrung in den Kesselöfen erforderliche Luft kann man nach Belieben durch eine Feuerbrücke mit Spalt, oder durch die Ofenthür, oder zwischen Platten mit engen Räumen, oder durch eine große Anzahl Löcher von einem halben Zoll Weite etc. zulassen. Wenn man die Luft durch irgend eine sie zertheilende Vorrichtung einziehen läßt, so muß aber nothwendig ihre Geschwindigkeit (in Folge der Reibung) abnehmen, folglich die Verdampfungskraft des Kessels vermindert und daher Brennmaterial unnütz verbraucht werden, wenn man nicht einen starken Zug veranlaßt; wird jedoch letzterer Bedingung entsprochen, so kann man die Luft auf jede entsprechende Weise zulassen. Prideaux wendet bekanntlich zur Rauchverzehrung eine Ofenthür mit parallelen Platten an; in diesem Falle sollte aber die Thür eine doppelte seyn und die Luft durch eine Reihe von Löchern in der innern Platte in den Ofen ziehen; durch diese Anordnung werden nämlich drei wichtige Resultate gesichert: 1) das Erhitzen der Luft; 2) ihre Zertheilung in dünne Strahlen; 3) daß die äußere Oberfläche der Ofenthür verhältnißmäßig kalt bleibt, folglich die Wärme nicht unnütz auswärts strahlt, daher auch der Heizer nicht belästigt wird. Die Kessel mit Doppelofen und doppeltem Feuerzug nach den Systemen von Galloway, Rose, Mac Gavin etc. liefern sehr genügende Resultate; die Oeffnungen für den Luftzutritt betragen bei denselben 1 Quadratzoll für jeden Quadratfuß Rostfläche. Das Zulassen zu großer Quantitäten kalter Luft, unmittelbar hinter der Ofenbrücke, hat sich bei den Doppelöfen als nachtheilig herausgestellt, und das System die Luft durch die Löcher in der Ofenthür einströmen zu lassen, wird allgemein vorgezogen. Abwechselndes Nachheizen, ein großer Kesselraum und guter Zug sind bei diesem System die wesentlichen Bedingungen des besten Erfolgs.Solche Oefen sind jetzt in Manchester vielfach in Gebrauch. Hinsichtlich der mechanischen Heizmethoden wurde erwähnt, daß in Price's Kerzenfabrik zu Vauxhall drei Methoden – Juckes', Hazeldine's und Hall's Der Apparat von Juckes ist beschrieben im polyt. Journal Bd. LXXXV S. 134; Hazeldine's in Bd. CVII S. 334; Hall's in Bd. LXXXVIII S. 325. – mit Erfolg angewendet wurden; das gemeinschaftliche Princip derselben ist die ununterbrochene Speisung mit Brennmaterial an der Vorderseite des Feuers, mittelst sich bewegender Stäbe, welche die Kohlen vorwärts führen. Die Luft wird nur von unten und zwischen den Stangen zugelassen, welche beständig mit Brennmaterial bedeckt sind. Die Einwände gegen diese Apparate sind ihre nicht unbedeutenden Herstellungskosten und daß sie leicht in Unordnung kommen; bei denen von Juckes und Hazeldine sind die Gestehungskosten jetzt aber vermindert und sie werden daher beim Bau neuer Kesselöfen vorgezogen; sie bewirken erfahrungsgemäß eine fast vollkommene Verbrennung und man erspart dabei bedeutend an Brennmaterial, während überdieß in den Kesselöfen eine ganz regelmäßige Temperatur unterhalten wird. Dieß hat sich namentlich in der Brauerei der HHrn. Truman, Hanbury und Comp. herausgestellt, wo sechzehn Juckes'sche Apparate mehrere Jahre lang in Gebrauch waren. Dagegen haben sich die früher von Brunton und Parkes ausgeführten selbstthätigen Systeme als mangelhaft erwiesen und wurden aufgegeben. Bis jetzt konnten aber selbst die Apparate von Juckes, Hazeldine und Hall auf Dampfschiffen, wo die mechanische Speisung der Kesselöfen mit Brennmaterial am vortheilhaftesten wäre, nicht benutzt werden, weil die Hitze in den Oefen so groß ist, daß jeder an den Roststangen angebrachte Mechanismus zerstört wird. Als Resultat der betreffenden Verhandlungen stellt sich heraus, daß die mechanische Speisung des Rosts mit Brennmaterial in mehreren großen industriellen Anstalten mit dem besten Erfolg angewandt wurde, daß man aber die Annahme dieses Systems für jeden Ofen in der kleinsten Fabrik nicht erwarten kann, daher ein gutes System – den während der Verbrennung der Steinkohlen entwickelten Gasen das gehörige Verhältniß von atmosphärischer Luft beizumischen. – eine Hauptsache ist, und daß die Methode von Williams in dieser Hinsicht allen Anforderungen genügt. Gesetzliche Vorschriften über Rauchverbrennung in England. Mit der Vergrößerung der Städte in England und Schottland und der Zunahme der Fabriken in denselben, machte sich die Verhütung der aus den Schornsteinen der letztern entweichenden Rauchsäulen als ein höchst Wünschenswerther Umstand fühlbar, und zwar schon zur Zeit Karls II., unter dessen Regierung gesetzliche Vorschriften in dieser Hinsicht beantragt wurden; bereits im J. 1697 schlug Dr. Papin vor, in einer unmittelbar über dem glühenden Brennmaterial befindlichen Röhre Luft hinabzudrücken, um eine vollkommenere Verbrennung zu veranlassen. Die Parlaments-Comités widmeten dem Gegenstand ihre Aufmerksamkeit in den Sitzungen von 1819 und 20, dann wieder im J. 1843, wo eine sehr vollständige Geschichte des Gegenstandes in dem Bericht gegeben, und nach einer klaren wissenschaftlichen Erörterung desselben eine freiere Zulassung von Luft in die Kesselöfen als das „hauptsächliche, wo nicht einzige Mittel zum Verhüten des Rauchs“ empfohlen wurde. Im J. 1845 beantragten zwei andere Comités „daß undurchsichtiger, aus den Schornsteinen der Dampfkessel- und Fabriköfen entweichender Rauch in solchem Grade vermindert werden sollte, daß er keine öffentliche Unreinlichkeit mehr ist“ ; und im J. 1853 ging das betreffende Gesetz (Smoke Nuisance Abatement Act) durch, mit der Bestimmung, daß es im August 1854 in Kraft tritt. Dieses Gesetz (Parlaments-Acte) verpflichtet die Eigenthümer von Fabriköfen und Dampfkessel-Oefen, Mittel anzuwenden, um das Abziehen von undurchsichtigem Rauch aus den Schornsteinen zu verhüten, und gilt auch für die Dampfschiffe, welche die Themse über die London-Brücke hinaus befahren.Nachdem der erwähnte Bericht des Parlaments-Comité's vom 17. August 1843 der französischen Regierung mitgetheilt worden war, ließ die Central-Dampfmaschinen-Commission zu Paris ebenfalls Versuche über die Mittel zur Verhinderung des Rauchs der mit Steinkohlen geheizten Fabriköfen anstellen, unter der Leitung des Hrn. Combes, dessen betreffende Abhandlung im polytechn Journal Bd. XCVIII S. 181 mitgetheilt wurde. Diese Versuche ergaben, daß es möglich ist, den Rauch eines Dampfkesselofens von gewöhnlicher Form und Größe, wenn auch nicht völlig verschwinden zu machen, doch bedeutend zu vermindern, dadurch, daß man Luft oberhalb des Feuerraums, einige Centimeter hinter der Ofenbrücke einziehen läßt, vorausgesetzt daß der Ofen mit einem gut ziehenden Schornstein versehen ist.