XXXV. Capitän Galton's ventilirender Kaminofen; Auszug aus einem Berichte des GeneralsMorin. Aus dem Bulletin de la Société d'Encouragement, Januar 1874, S. 40. Mit einer Abbildung auf Tab. III. Morin, über Galton's ventilirenden Kaminofen. Fig. 22 stellt diesen Ofen im Verticaldurchschnitte durch den Rost dar. a, der Rost. b, der Aschenkasten. c, Kammer hinter der Feuerstelle, in welche die Luft direct von Außen gelangt. d, Rohr, durch welches die Verbrennungsproducte entweichen. e, Kaminstrecke, durch welche das Rohr d geleitet ist, und worin die bei c hereintretende Luft, indem sie sich erwärmt, in die Höhe steigt. f, f, Oeffnungen, durch welche die im Raum e erwärmte Luft in der Nähe der Decke in's Zimmer tritt, um sich in diesem zu verbreiten. g, Mantel des Kamins. Es sind demnach, wie die Pfeile andeuten, zwei bestimmte aufsteigende Strömungen vorhanden: eine, welche die Verbrennungsgase durch das Rohr d oben zum Haus hinaus, und eine, welche die erwärmte Luft in das Zimmer hinein leitet. Wir theilen in Folgendem einen Auszug des Berichtes mit, den General Morin vor einigen Jahren über einen Apparat dieser Art abgestattet hat, welcher versuchsweise in einem noch nicht vollendeten Sitzungssaale des Conservatoire des arts et métiers, also unter ungünstigen Bedingungen eingerichtet worden war. Das fragliche Kamin, berichtet der Verfasser, hat folgende Dimensionen: hintere Breite 0,44 Met.; vordere Breite 0,67 Met.; Tiefe 0,25 Met. Der Rost ist vorn leicht gewölbt und seine Totaloberfläche beträgt 0,1586 Quadratmeter. Der „contre-coeur“ genannte Theil und die Seiten sind mit feuerfesten Ziegeln ausgekleidet. Das Rauchrohr hat einen elliptischen Querschnitt, dessen Achsen 0,38 Met. und 0,20 Met. betragen, Dimensionen, welchen ein Querschnitt von 0,05966 oder sehr nahe 0,06 Quadratmetern und ein Umfang von ca. 0,91 Met. entspricht. Die frische Luft, welche erwärmt werden soll, wird aus dem Keller durch eine Oeffnung bezogen, die bei einer ersten Reihe von Versuchen einen ungenügenden Querschnitt von nur 0,30 Met. Länge und 0,17 Met. Breite, d.h. von 0,051 Quadratmetern darbot. Bei dieser ersten Versuchsreihe hatte der verticale Theil des Kamines, worin die frische Luft circulirt und sich erwärmt, einen Durchschnitt von 0,47 Met. Länge und 0,35 Met. Breite, was einem freien Querschnitt von 0,1645 Quadratmetern entsprach. Der äußere Querschnitt des gußeisernen Rauchrohres betrug 0,0643 Quadratmeter, und somit der freie Querschnitt für die frische Luft 0,1645 – 0,0643 = 0,10 Quadratmeter. Dieser zu geringe Querschnitt wurde später auf 0,12 Quadratmeter erweitert. Die Höhe des Rauchrohres innerhalb der senkrechten Kaminstrecke beträgt ungefähr 5,5 Met. und seine Heizfläche 0,91 × 5,50 Met. = 5,00 Quadratmet., wozu für die hintere Kaminfläche noch ungefähr 1,20 Quadratmet., beizufügen sind. Da aber die Feuerstelle mit feuerfesten Ziegeln, also mit einem schlechten Wärmeleiter ausgekleidet ist, so dürfte es angemessen seyn, bezüglich der Erwärmung der Luft nur auf die Oberfläche des Rohres zu rechnen, die ungefähr das 31 fache der Rostoberfläche beträgt. Oben nimmt das Rauchrohr im Anschlusse an den gemauerten Schornstein, dessen Durchmesser 0,25 Met. und Querschnitt 0,0491 Quadratmeter beträgt, die Cylinderform an. Die Oeffnung ist mit geneigten Flächen versehen, welche die frische Luft gegen die Saaldecke leiten; sie ist 0,72 Met. lang und bietet für den genannten Zweck eine 0,12 Quadratmeter betragende freie Passage dar. Der totale Rauminhalt des Saales beträgt 270 Kubikmeter. Die durch 1 Kilogramm Steinkohle von Charleroi entwickelte Wärme wird zu 8000 Calorien geschätzt. Die Quantität Steinkohle, welche per Stunde und per Quadratmeter Rostfläche verbrannt wurde, betrug ungefähr 25 Kilogramme. Heizvermögen des Kamines. – In der zweiten Versuchsreihe, bei welcher die Dimensionenverhältnisse des Canales für frische Luft günstiger waren, betrug die mit dem Rauch per Stunde davongehende Wärme 19287, die durch das Brennmaterial entwickelte Wärmemenge 29628 Calorien. Die Differenz von 10341 Calorien stellt also die zur Herbeiführung und Erwärmung der frischen Luft nutzbar verwendete Wärme dar; sie repräsentirt die eigentliche Leistung, welche 10341/29628 = 0,349 der aus dem Brennmaterial entwickelten Wärme beträgt. In anderer Hinsicht ist zu bemerken, daß bei diesem von dem eigentlichen Mauerwerk beinahe gänzlich isolirten Kamin die Wärme, indem sie die Wände durchdringt, größtentheils zur Erwärmung der dahinter circulirenden Luft Verwendung findet, und daß das Kamin überdieß, wie die gewöhnlichen Oefen, die Eigenschaft besitzt, durch Strahlung zu erwärmen. Alle Wärme, welche der durch dasselbe eingeführten Luft entspricht, und nach der Tabelle der ersten Versuche bis auf 0,23 der durch das Brennmaterial erzeugten Wärme steigt, ist demnach ein Wärmeeffect, welcher demjenigen eines gewöhnlichen Kaminofens hinzuzufügen ist. Nun haben directe Versuche bewiesen, daß bei gewöhnlichen Kaminöfen 7/8 der durch das Brennmaterial entwickelten Wärme nur dazu dienen, den erforderlichen Zug und die Ventilation der Zimmer hervorzubringen, und nur 1/8 oder 0,125 zur Heizung nutzbar verwendet wird. Fügt man also die der Lufteinführung entsprechende und 0,23 betragende Wärme dem Effecte der strahlenden Wärme, welcher für das in Rede stehende Kamin immer noch derselbe seyn muß, wie bei anderen, nämlich 0,125 hinzu, so ergibt sich als Gesammtwärmeeffect 0,125 + 0,23 = 0,355, d.h. die dreifache Leistung eines gewöhnlichen Kamines. Vertheilung der Temperatur im Saale. – Die fortwährende Circulation in Folge der Lufterneuerung hat den Vortheil, in den durch derartige Kamine geheizten Sälen eine beinahe vollkommene Gleichmäßigkeit der Temperatur herzustellen, ohne daß die letztere durch das Eindringen kalter Luft durch Thüren und Fenster jene Störung erleidet, wie man sie bei gewöhnlichen Oefen beobachtet, welche nur durch die gewöhnliche von Außen bezogene Luft gespeist werden. Aus thermometrischen Beobachtungen, welche in verschiedenen Höhen des Saales in einer Entfernung von 7 Metern vom Kamin angestellt wurden, geht hervor, daß während eines ganzen Tages die Temperatur in der Nähe des Plafonds diejenige in einer Höhe von 0,50 Met. über dem Boden durchschnittlich nur um 2,22 Grad überstieg, obgleich fortwährend ein beträchtliches Luftvolumen unter einer mittleren Temperatur von 30 Graden dem oberen Theile des Saales zuströmte. Ein 2,50 Met. von der Feuerstelle und 0,75 Met. vom Fußboden angebrachtes Thermometer, welches also der directen strahlenden Wärme ausgesetzt war, zeigte eine bis auf 30° steigende Temperatur, während ein anderes gegen Strahlung geschütztes und 7 Meter vom Kamin entferntes in der nämlichen Höhe nur 19,6° anzeigte. Dieser Umstand gibt indessen, wenn er auch keinen Maaßstab für den Effect der strahlenden Wärme liefert, wenigstens einen Begriff von dem erwärmenden Einfluß der letzteren auf die an dieser Stelle ihr ausgesetzten Körper. Die den Ventilationskaminen zu gebenden Verhältnisse. – Nachdem eine erste Versuchsreihe gelehrt hat, daß die mittlere Geschwindigkeit der evacuirten Luft 3,70 Met. betrug, und daß es vortheilhaft seyn würde, dieselbe zu vermindern, indem man den Durchschnitt, mithin auch die Heizfläche des Rauchrohres vergrößert, so weit dasselbe in dem von der frischen Luft durchstrichenen Kaminraum sich befindet, so berichtet der Verfasser weiter: Durch Verminderung dieser Geschwindigkeit bis auf 2,60 Met. oder 2,70 Met., was für einen guten Zug immer genügt hat, können bei Einführung des in Rede stehenden Kamines mit einem mäßigen Feuer 400 Kubikmeter Luft per Kilogramm verbrannter Kohle hinausgeschafft werden. Da auf der anderen Seite die Geschwindigkeit, womit die frische Luft den verticalen Kaminraum durchströmt, mindestens 1,5 Met. betragen muß, so werden diese Grundlagen zur Bestimmung der den verschiedenen Theilen zu gebenden Verhältnisse genügen. Die Feuerstelle selbst wird die Gestalt eines Trapezes erhalten, und der rectanguläre eiserne Rost mit beiden Enden auf feuerfesten Ziegeln ruhen, welche ihm einen freien Raum von ungefähr 1/3 der Herdoberfläche gewähren. Da es indessen nothwendig ist, an der Vorderseite der Feuerstelle ein Gitterwerk anzubringen, so wird auch Luft zwischen den Stäben des letzteren hindurchströmen. Unter diesen Umständen wird man leicht 60 Kilogramme Steinkohlen per Quadratmeter der totalen Rostfläche brennen. Will man daher per Stunde ein Luftvolumen Q von z.B. 1000 Kubikmetern hinausschaffen, so muß man Q/100 = 1000/400 = 2,50 Kilogrm. Kohle verbrennen und dem Rost eine Oberfläche S = Q/(400 × 60) = 0,0416 Quadratmeter geben. Der ganze Kaminherd wird also eine Oberfläche 3 S = 0,12 bis 0,15 Quadratmeter erhalten. Da die Fortschaffung eines Luftquantums von Q = 1000 Kubikmetern per Stunde einer solchen von Q/3600 = Q' = 0,277 Kubikmetern per Secunde entspricht und die Geschwindigkeit des Luftstromes ungefähr 2,70 Meter per Secunde seyn soll, so wird der dem Rauchrohr zu gebende Querschnitt Q/(3600 × 2,70) = 0,10 Quadratmeter betragen. Soll er die Form einer Ellipse erhalten, was in vielen Fällen angemessen erscheint, um die Ausladung des Kamines zu vermindern, so macht man die große Achse a doppelt so groß als die kleine Achse b, und hat zur Bestimmung der großen Achse die Relation (0,7854 × a²)/2 = 0,3927 a² = 0,10 Quadratmeter = Q'/2,70, woraus a = 0,505 Met. und b = 0,252 Met. Der äußere Umfang dieses gußeisernen Rohres, dessen Wanddicke = 0,005 Met. angenommen werden kann, ist annäherungsweise 3,14 ((a + b)/2) = 2,35a = 1,19 Met. Hat der Saal, wie die meisten Säle der Hospitäler, eine Höhe H = 4,50 Met., so ergibt sich für die Heizfläche des Rauchrohres der Werth 3,14 ((a + b)/2) × H = 4,50 Met. × 1,19 Met. = 5,35 Quadratmeter. Da das Volumen der einzuführenden Luft dem der abgängigen Luft gleich seyn muß, wenn die mittlere Geschwindigkeit der Strömung auf 1,50 Met. per Secunde limitirt ist, so wird der freie Querschnitt des Luftzuführungscanales Q'/1,50 = 0,277/1,50 = 0,18 Quadratmeter betragen. Da der Querschnitt des Rauchrohres 0,10 Quadratmeter beträgt, so ist der totale Querschnitt des als Passage für den Rauch und die frische Luft dienenden senkrechten Kaminraumes Q' (1/270 + 1/1,50) = Quadratmeter. Gibt man diesem Querschnitte die Gestalt eines Rechteckes von 0,70 Met. Länge und 0,40 Met. Breite, so wird rings um das Rauchrohr ein genügender Raum bleiben. Die in der Nähe des Plafonds in den Saal führende Luftöffnung sollte einen mindestens gleichen oder noch besser größeren Querschnitt darbieten, als die Passage im Kamille. Sie kann, je nach den localen Bedingungen, am Ende dieser Passage direct offen und mit schrägen Flächen ausgestattet seyn, welche dem Luftstrom die Richtung gegen den Plafond anweisen. In manchen Fällen und insbesondere in den Sälen schmaler und langer Hospitäler dürfte es noch zweckmäßiger seyn, diese Luft in ein hohles Karnies zu leiten, welches derselben eine 0,05 bis 0,06 Met. schmale und beziehungsweise 3,60 oder 3,00 Met. lange Oeffnung darbietet. Vorstehendes, für die Evacuirung und Zuführung von 1000 Kubikmetern angezeigte Verfahren ist auch für andere Verhältnisse einzuhalten. In allen Fällen muß die Oeffnung, durch welche die frische Luft bezogen wird, mit einem Register versehen seyn, welches dieselbe zum Theil oder ganz zu schließen gestattet, wenn man den Luftzutritt vermindern oder ganz absperren will. Bemerkungen und Folgerungen. – Die ventilirenden Kaminöfen können mit Steinkohlen, Kohks oder Holz geheizt werden. In letzterem Falle wird es sich empfehlen, da das Holzfeuer zuweilen minder lebhaft brennt, also auch einen geringeren Luftzug erzeugt, mit Hülfe eines Registers den Zutritt der äußeren Luft zu reguliren, damit diese stets die geeignete Temperatur besitze. Würde letztere nicht immer circa 25° oder 30° betragen, so könnte sie, anstatt längs des Plafonds sich zu verbreiten und sich mit der allgemeinen Luftmasse des Saales zu vermischen, zu rasch nach dem Kamine sich herabsenken. Wenn man Holz brennt, so kann die Auskleidung der Feuerstelle mit feuerfesten Ziegeln wegfallen. Die Eintrittsöffnung für die äußere Luft muß unter allen Umständen denselben Querschnitt haben, wie die Passage rings um das Rauchrohr. Die auf vorstehende Weise eingerichteten Kaminöfen erfordern zwar einen senkrechten Canal zugleich für das Rauchrohr und für die von Außen herbeizuleitende Luft, ein Umstand, welcher, wenn jener Canal in der Dicke der Mauer anzubringen wäre, einige Schwierigkeit darbieten könnte. Diese Schwierigkeit ist jedoch mehr eine scheinbare, als wirkliche. Denn in den großen Salons führen ornamentale Rücksichten von selbst auf den Gedanken, die Kamine von einer der Mauern hervorspringen zu lassen, und man hat gesehen, daß zur Erzielung einer Lufterneuerung von 1000 Kubikmeter per Stunde ein Querschnitt von 0,70 Met. Länge und 0,40 Met. Breite genügt. Diese Verhältnisse würden hinreichen, die Luft in einem 10 Meter langen, 8 Meter breiten und 6,5 Met. hohen Salon innerhalb einer Stunde zweimal zu erneuern. In allen Privathôtels, in Landhäusern, welche selten mehr als zwei Stockwerke besitzen, läßt sich die Einführung der äußeren Luft und ihre Erwärmung immer sehr leicht bewerkstelligen. Es dürfte selbst dann in der Regel der Fall seyn, wenn es sich um Wohnzimmer von gewöhnlichen Dimensionen handelte, für welche ein Kaminquerschnitt von 0,60 Meter Länge und 0,25 Met. Breite im Allgemeinen genügen würde. Mit einem Worte, die bedeutenden Vortheile, welche die ventilirenden Kaminöfen sowohl hinsichtlich der besseren Verwerthung des Brennmateriales, als auch hinsichtlich der beinahe gänzlichen Vermeidung der Einführung kalter Luft durch Thüren und Fenster darbieten, scheinen mir durch die Erfahrung hinreichend bestätigt zu seyn, um seitens der Architekten und Constructeure von Heizapparaten alle Beachtung zu verdienen.