XXXVI. Ueber die Mittel zur Vermeidung des Rauchs bei den Dampfkessel-Oefen; von Hrn. W. Woodcock. Vortrag desselben in der Versammlung der Civilingenieure zu London am 14. Nov. 1854. Aus dem London Journal of arts, Decbr. 1854, S. 446. Woodcock, über die Mittel zur Vermeidung des Rauchs bei den Dampfkessel-Oefen. Der Verf. begann mit der Erklärung der Natur des Rauchs in den Dampfkessel-Oefen, der Ursache seiner Bildung, feinen gasförmigen Bestandtheilen und der Temperatur wobei sie sich entzünden; dann beschrieb er eine Methode, wodurch die Entwickelung von undurchsichtigem Rauch mittelst einfacher, aber offenbar wirksamer Mittel verhindert wird. Die Bildung des Rauches, oder der sichtbaren Kohle, wird nur durch die Unzulänglichkeit der in den Ofen gelangenden Sauerstoffmenge veranlaßt, da bei der Hitze in dem Ofen die verschiedenen Gase sich schneller entwickeln, als ihre Verbrennung von der, in derselben Zeit durch den Rost bringenden Luft- oder Sauerstoffmenge bewirkt werden kann. Das Uebel wird durch die Wärme der Luft wesentlich vergrößert, denn dieselbe, sowie sie durch den Aschenfall in den Rost gelangt, liefert eine Temperatur von 200 bis 300° Fahr. (75 bis 108° R.), und da dasselbe Volum Luft bei dieser Wärme ungefähr ein Drittel weniger Sauerstoff enthält als bei der gewöhnlichen Temperatur der Atmosphäre, so muß auch die Verbrennung des Brennmaterials, welche sie bewerkstelligen soll, um ein Drittel weniger vollkommen seyn. Die einfachsten Mittel zur Verhinderung der Rauchbildung bestehen in der Zuführung einer großen Menge Sauerstoffs im verdichteten Zustande, in Form von kalter Luft, zu dem Brennmaterial auf dem Rost, und in der weitern Zuführung hinreichenden Sauerstoffs zu den erhitzten Gasen behufs ihrer vollständigen Verbrennung, während sie mit dem Kessel in Berührung sind; diese letztere Luft muß von solcher Temperatur eingeführt werden, daß die Gase, welche sich entwickeln, nach und nach entzündet werden. Wenn auf diese Weise die anfängliche Verbrennung eine möglichst vollkommene ist, so wird die Menge des entwickelten Rauchs erfahrungsgemäß auf ein Minimum vermindert und den Gipfel der Esse erreicht kaum eine Spur desselben. Der Apparat, mittelst dessen dieser wünschenswerthe Zweck vom Verf. erreicht wurde, besteht aus zwei Theilen, von denen jeder ein sehr einfacher Zusatz zu dem gewöhnlichen Kesselofen ist. Der erste von diesen Apparaten besteht in einer doppelten Reihe dünner Eisenstäbe, welche horizontal und ihrer Länge nach parallel mit einander liegen und zwar unmittelbar unter dem Rost, in dem Aschenfall. Jede Reihe von Stäben ist wie ein Jalousie-Gitter angeordnet; die Stäbe haben nämlich eine Neigung von 45° zum Horizont in ihrer Breitenrichtung. Die Stäbe der beiden Reihen sind so in entgegengesetzter Richtung geneigt und liegen so eng aneinander, daß zwischen deren anliegenden Paaren gar kein Zwischenraum stattfindet, aber weit genug auseinander, daß alle Cinders frei hindurchfallen können und daß auch die Luft frei aufwärts zu dem Feuer gelangen kann. Die Stäbe haben dieselbe Länge wie der Rost. Man begreift, daß die Wirkung dieses Schirms darin bestehen muß, den Aschenfall gänzlich von der Hitze zu trennen, welche der Rost direct gegen unten ausstrahlt, so daß durch Reflexion kaum etwas von derselben hindurchgehen kann. In der That könnte nicht ein Wärmestrahl den Aschen fall von dem Ofen aus erreichen, ohne vier Reflexionen von rauhen eisernen Flächen zu erleiden, welche von dem Strahl für dessen weitere Verbreitung nichts mehr übrig lassen würden. Auf diese Weise wird eine bedeutende Wärmemenge, die bisher von dem Ofen in den Aschenfall ausstrahlte, von da reflectirt wurde und so verloren ging, für den Kessel erhalten. Der Aschenkasten wird von den durchfallenden Cinders nur wenig erwärmt; auch kann diese Wärmequelle dadurch beliebig vermindert werden, daß man den Aschenfall oft ausräumt. Eine andere Folge ist die, daß die Luft, da sie von unten durch den Rost strömt, in dem Aschenfall nicht erwärmt wird, also kalt und nicht – wie es bei der gewöhnlichen Einrichtung der Fall ist – in verdünntem Zustande zu dem Feuer gelangt. Durch die niedrige Temperatur der einströmenden Luft wird auch das Verbrennen der Roststäbe großentheils verhindert und in Folge ihrer fast unveränderten Dichtigkeit bewirkt sie eine stärkere und schnellere Verbrennung des Brennmaterials, nachdem sie durch den Rost gedrungen ist. Ein anderer Theil der Vorrichtung ist speciell der Rauchverbrennungs-Apparat. Er besteht in einer Reihe von an beiden Enden offenen Röhren, welche von vorn nach hinten horizontal durch den Ofen gehen und in der Mauer des Vordertheils der Brücke endigen; diese Röhren sind mit Ventilen zur Regulirung der in sie einziehenden Luft versehen. Die Feuerbrücke ist aber von der eines gewöhnlichen Ofens verschieden; sie ist hohl und in zwei Theile getheilt, von denen der breitere unten aufsteht, während der schmälere mit dem Kessel in Berührung ist. Zwischen denselben strömen alle Verbrennungsproducte des Ofens durch. Beide Theile stehen durch Canäle an den Seiten mit einander in Verbindung, und bilden so zusammen eine ringförmige Kammer. Die oben erwähnten Röhren treten in die vordere Mauer dieser Kammer und stellen folglich eine Verbindung zwischen ihrem Innern und der äußern Luft her. Die hintere Mauer oder Platte, sowohl am obern Ende als am untern Theil dieser Kammer oder Brücke, ist nämlich mit vielen Löchern versehen, die von dem Innern der Brücke nach dem Raum jenseits derselben sich öffnen und eine directe Verbindung zwischen der äußern Luft und der Esse herstellen. Jenseits der ersten Brücke befindet sich eine zweite massive Brücke, die von der obern Seite des Canals niedergeht; indem dieselbe den directen Canal an ihrem Platze unterbricht, verzögert sie den Abfluß des Rauchs und der Gase und veranlaßt deren vollkommene Vermischung innerhalb des Raumes zwischen den Brücken, Das Resultat dieser Einrichtung ist, daß ein Strom von stark erhitzter Luft durch die Röhren in den Ofen dringt, an der Brücke durch die Löcher in deren hinterer Wand entweicht, dann sich mit den Ofengasen, welche den Rauch suspendirt enthalten, vermischt und so den Rauch in Flamme verwandelt. Durch Einführung dieses Apparates auf den Dampfschiffen würde die hohe Temperatur in der Heizkammer und in dem Kesselraum vermieden werden, und die Dampfschiffe wären nicht mehr, wie es jetzt der Fall ist, durch die Rauchwolken, welche sie ausgeben, aus weiter Ferne sichtbar. Würde man sie mit einer verschiebbaren, sogenannten Teleskop-Esse versehen, und dabei während des Betriebes eine horizontale Röhre mit einem kleinen Ventilator anwenden, so könnte das Verbrennen des Hauptcanals und der Esse in hohem Grade vermieden werden. Die Anwendung des oben beschriebenen Apparates lieferte sehr gute Resultate; in der Brauerei der HHrn. Meux zeigte sich nicht die geringste Spur von dickem Rauch auf der Esse. Die Kosten-Ersparung sowohl in Folge der bessern Verbrennung der Steinkohlen, als auch weil man schlechtere Kohlen verwenden kann, soll volle 20 Procent betragen. In der nächsten Versammlung der Civilingenieure wurde die beschriebene Einrichtung von den Mitgliedern besprochen. Es wurde zugegeben daß, obgleich früher genaue Versuche über die Größe der Verdampfung nicht gemacht worden waren, es doch unzweifelhaft feststehe, daß bei Anwendung der neuen Einrichtung eine geringere Brennmaterialsorte benutzt werden konnte und der Kessel vollkommen seine Leistung erfüllte, ohne daß sich von der Esse dunkler Rauch entwickelte, so daß neben der Erfüllung der gesetzlichen Vorschriften eine wesentliche Ersparung erzielt wurde. Neuerlich wurde aber durch Versuche mit einem 17 Fuß langen und 3 Fuß weiten cylindrischen Kessel nachgewiesen, daß 8 9/10 Pfund Wasser von 42° F. (4 1/2° R.) anfänglicher Temperatur mit 1 Pfd. kleiner Newcastle-Kohlen verdampft wurden, als man Woodcock's Apparat anwandte. Man fand, daß mit kleinen Backkohlen eine bessere Verdampfung bewirkt wurde, als mit Sandkohlen von Llangennoch, und ohne alle Rauchentwickelung aus der Esse. Die gußeisernen Brücken des Ofens litten durchaus nicht von dem Feuer, da die Luftströme das Metall verhältnißmäßig kalt erhalten. Sobald die Ventile an dem Apparat in der Brauerei der HHrn. Meux und Comp. verschlossen waren, zeigte sich dichter Rauch; als dieselben aber geöffnet wurden, vereinigten sich die erhitzten Gase mit dem Sauerstoff der Luft und bildeten helle Flammen. In der erwähnten Brauerei wendete man in der Regel Llangennoch-Steinkohlen an, nicht weil sie wohlfeiler sind, denn sie leisten nicht so viel als die Newcastle-Kohlen, sondern wegen der Nachbarschaft und deren Klagen, da sie weniger dicken Rauch entwickelten. Mit dem beschriebenen Apparat des Hrn. Woodcock konnten aber kleine Newcastle-Kohlen verwendet werden, und da dieselben nur 14 Shilling per Tonne kosten, die Llangennoch-Kohlen aber 28 Shill., so erzielte man eine bedeutende Ersparung, während der Kesselbetrieb mit denselben ganz untadelhaft war. Im Princip sind die Rauchverbrennungs-Apparate der HHrn. Williams und Woodcock ziemlich gleich, indem der einzige wesentliche Unterschied zwischen beiden darin besteht, daß ersterer die Einführung von kalter Luft für nothwendig hält, während der andere die Erwärmung der Luft, ehe sie sich mit den Gasen vermischt, als vorteilhafter betrachtet. In dieser Beziehung äußerten sich in der Gesellschaft sehr widersprechende Meinungen; man gab übrigens zu, daß die Anbringung des einem Jalousie-Gitter ähnlichen Schirms unter den Roststäben neu und jedenfalls zweckmäßig sey, um die Ausstrahlung der Wärme in den Aschenfall (und daher auch in die Maschinenkammer der Dampfschiffe) zu verhindern. Auch sey man dadurch nicht verhindert, mit Spießen von unten zwischen die Stäbe zu dringen, da geschickte Heizer stets wie ein ⊤ gestaltete Schürhaken von oben zwischen die Roststäbe einzuführen Pflegen, um sie rein zu erhalten; nur nachlässige Heizer dulden eine Anhäufung der Cinder oder Klinker auf dem Rost, so daß sie zwischen die Stäbe fallen und bloß durch Anwendung des Spießes fortgeschafft werden können. Die Anwendung von erwärmter Luft wurde als zweckmäßig erachtet, weil, wenn die Luft kalt einströmt, durch die Abkühlung der mit ihr zu vermischenden Gase ein gewisser Verlust entstehen muß, welche Wirkung aber nicht stattfinden kann, wenn die einströmende Luft eine gewisse Temperatur angenommen hat. Bei dem Williams'schen System hatte man diesen Umstand dadurch zu vermeiden gesucht, daß man die Luft durch viele kleine statt weniger großen Oeffnungen einströmen ließ. Durch Vergrößerung der Anzahl der Oeffnungen und durch vorherige Erwärmung der eingeführten Luft hinter der Brücke, kann aber offenbar der Zweck noch sicherer erreicht werden; die Einführung sehr stark erhitzter Luft unter die Gasretorten ist seit Jahren, in Verbindung mit einer hohlen Brücke, als sehr vortheilhaft befunden worden. Zur Unterstützung dieser Ansicht wurde auch erwähnt, daß auf dem „Citizen“, einem Themse-Dampfboote, der dichte Rauch lediglich dadurch verhindert worden sey, daß man in der Feuerthür eine Reihe paralleler Gitter von Drahtgaze anbrachte und so die Luft in sehr dünnen Strahlen frei einströmen ließ. Es wurde dadurch an Brennmaterial erspart, ohne daß man an Geschwindigkeit der Fahrt einbüßte, oder den Heizer mehr belästigte. Eine hohle Brücke wurde ebenfalls angewendet, und ein Blaserohr ging von dem Fuß des Canals aus und öffnete sich in der Brücke, wodurch eine weitere gute Wirkung hervorgebracht wurde. Man zeigte in der Versammlung das Modell einer hohlen gußeisernen Brücken-Platte mit einer Reihe von senkrechten Rippen, welche so angeordnet waren, daß sie Röhren bildeten, die von dem Aschenfall zu dem Scheitel der Brücke führen, wo sich die Luft mit den heißen Gasen vermischt und als Flamme abzieht. Die Luftströme schützen diese Brückenröhren gegen die Zerstörung, indem sie ihnen die Wärme entziehen. Die Einführung von kalter Luft wurde andererseits aus dem Grunde befürwortet, weil eine Luftmasse, welche in dünne Strahlen zertheilt ist, sich nicht wieder vereinigt, sondern jeder Strahl seinen besondern Weg verfolgt, bis er sich mit den heißen Gasen vereinigt. Deßhalb wurde auch das Einströmenlassen der Luft mittelst der durchlöcherten Feuerthür, so daß sie über das glühende Brennmaterial hinziehen muß, sehr vertheidigt. Mehrere Mitglieder erklärten sich dahin, daß mechanische oder andere Mittel angewendet werden sollten, um das Verhältniß des Sauerstoffes je nach der Hitze des Brennmaterials auf den Roststäben zu reguliren; dieß werde offenbar durch die Seitenröhren des Woodcock'schen Apparats sicher erreicht; denn es sey erwiesen, daß die Geschwindigkeit des Luftstromes durch die Röhren im genauen Verhältnisse zu dem für das Brennmaterial nöthigen Sauerstoff stand. Daß die Luft auf ihrem Wege wirklich erhitzt wurde, bewies ein gegen die strahlende Wärme geschützter Thermometer, welchen man in den Canal steckte, der mit der hohlen Brücke in Verbindung stand. Bei der Frage über die Anwendbarkeit der meisten Systeme zur Verhinderung der starken Rauchentwickelung kommt übrigens die Fläche des Feuerrostes und die Größe des Kessels sehr in Betracht; denn wenn beide beschränkt sind, so daß sie einen sehr raschen Zug erfordern, so kann keine hinreichende Vermischung der Gase mit Luft und folglich keine vollkommene Verbrennung derselben stattfinden.