Die Beobachtung der Rauchentwickelung von Kesselfeuerungen. Die Beobachtung der Rauchentwickelung von Kesselfeuerungen. Ingenieur V. Aicher in Wien berichtet darüber in Nr. 10 XXIV Jahrg. 1899 der Zeitschrift der Dampfkesseluntersuchungs- und Versicherungsgesellschaft a. G. in Wien das Nachstehende: An vielen Stellen der den Bau und Betrieb von Feuerungsanlagen behandelnden Fachliteratur (z.B. Haier, Neuerungen zur Erzielung möglichst rauchfreier Verbrennung, Berlin 1899 S. 16 u. b. v. a. V.) findet man den Vorschlag, dass behufs rationeller Bedienung und thunlichster Rauchverhütung der die Feuerung bedienende Arbeiter in der Lage sein soll, vom Heizplatze oder dessen Nähe aus die der Kaminmündung entströmenden Rauchgase zu beobachten, um danach die Verbrennung richtig zu regeln. Textabbildung, Bd. 314, S. 119 Fig. 1. Textabbildung, Bd. 314, S. 119 Fig. 2. Da sich eine unvollständige Verbrennung häufig, insbesondere aber bei mangelndem Luftzutritt durch Entstehung von Rauch bemerkbar macht, so soll durch Beobachtung desselben dem Heizer ein Anlass geboten sein, die Luftzufuhr entsprechend zu vermehren. Andererseits ist bekannt, dass in jeder Feuerung mit Periodischer Beschickung nach Ende der Entgasungsperiode die Verbrennung zwar eine rauchfreie wird, dass sich Jedoch hierbei allmählich ein sehr bedeutender Luftüberschuss einstellt, der zwar nach aussen hin nicht ohne weiteres erkennbar ist, aber den Wirkungsgrad der Verbrennung sehr beträchtlich herabdrückt. Um also die Verbrennung so zu regeln, dass sie dem Rüstigsten Wirkungsgrade möglichst nahe kommt, ist zu trachten, dass sich die Verbrennung, sowohl während der Entgasungs- als auch während der reinen Verbrennungsperiode an der Grenze der Rauchlosigkeit bewege, d.h. so dass während der Entgasungsperiode durch reichliche Luftzufuhr die Rauchbildung möglichst eingeschränkt werde, während in der reinen Verbrennungsperiode durch Verhinderung zu grossen Luftzutrittes eine ganz leichte Rauchbildung künstlich hervorgerufen werden soll; tritt diese nämlich ein, so ist es ein sicheres Zeichen, dass jener Grenzzustand erreicht ist, in welchem die Luftzufuhr dem zur vollständigen Verbrennung nötigen Masse möglichst nahe steht. Diese Regelung des Luftzutrittes soll auf Grund der Beobachtung der Kaminkrone bezw. der derselben entströmenden Abgase erfolgen und es ist klar, dass der Erfolg ein desto besserer sein wird, je rascher der Heizer in der Lage ist, sich über die in der Feuerung stattfindenden Vorgänge zu informieren bezw. die entsprechende Regelung vorzunehmen. Zählt man aber die Fälle, wo eine derartige Regelung auf Grund der Kaminbeobachtung möglich ist, so wird man unter fünf Anlagen kaum eine solche finden; aber auch dort, wo sie möglich wäre, wird sie in den seltensten Fällen platzgreifen, da sie zu unbequem ist, auf die Dauer zu ermüdend wirkt und ausserdem den Heizer zu sehr von seinen sonstigen Obliegenheiten ablenkt. Es drängt sich aber nun auch die Frage auf, ob eine Beobachtung in der vorbeschriebenen Weise wirklich solche Vorteile bietet, wie ihr zugeschrieben wird. Um dies zu beantworten, ist in erster Linie zu bedenken, dass die Abgase je nach der Grösse der Anlage und Höhe des Kamines 20 bis 60 Sekunden und manchmal noch mehr Zeit benötigen, um den Weg von der Feuerung bis zur Kaminmündung zurückzulegen, dass also ihre Beschaffenheit vor Ablauf dieser Zeit überhaupt nicht konstatiert werden kann, und weiter, dass auf die während dieser Zeit entstehenden Verbrennungsprodukte, weil ihre Beschaffenheit noch nicht bekannt ist, kein richtiger Einfluss genommen werden kann. Dieser Zeitverlust und damit auch der Brennstoffverlust wiederholt sich während jeder Beschickungsperiode so oft, als sich Aenderungen in der Luftzufuhr nötig erweisen. Textabbildung, Bd. 314, S. 120 Fig. 3. Es kann ferner nicht unterlassen werden, zu bemerken, dass eine Regelung der Verbrennung auf Grund der Beschaffenheit der vom Kamine abziehenden Verbrennungsprodukte ganz illusorisch dann wird, wenn mehrere Feuerungen zusammen einen gemeinsamen Kamin besitzen. Um den Verbrennungsvorgang ständig und mit Erfolg beeinflussen zu können, ist es nötig, denselben in seinem ganzen Verlauf derart verfolgen zu können, dass die Beobachtung der einzelnen Phasen gleichzeitig mit deren Beginn stattfindet oder höchstens um verschwindend kleine Zeiten nacheilt. Abgesehen von der Brennstoffersparnis würde durch die Möglichkeit einer sofortigen und richtigen Regelung der Verbrennungsvorgänge jeder Besitzer von Feuerungsanlagen in die Lage versetzt sein, die Entstehung bezw. andauernde Entwickelung starken belästigenden Rauches hintanzuhalten und hierdurch von den Beschwerden der Nachbarschaft und dem Einschreiten der Behörden verschont bleiben. Er würde, falls strenges Rauchverbot besteht und rauchverzehrende Feuerungen in Anwendung stehen, in der Lage sein, dieselben auch wirklich rauchfrei betreiben zu können; jeder Verstoss in der meist sehr heiklen Handhabung würde sofort gutgemacht werden können, während in den Feuerungseinrichtungen eingetretene Schäden und Gebrechen sofort entdeckt werden könnten. Diese Erfüllung der vorerwähnten Bedingung, die in der Feuerung sich abspielenden Vorgänge sozusagen im Entstehungsmomente beobachten zu können, ist aber dennoch möglich; es ist nicht nötig, zu warten, bis die Rauchgase den weiten Weg von der Feuerung bis zur Kaminkrone zurückgelegt haben, sondern es bedarf nur einer kleinen, einfachen Vorrichtung, eines sogen. RauchstärkenindikatorsDiese in den meisten Industriestaaten patentierte Vorrichtung wird in Deutschland von der bekannten Firma für Feuerungsausrüstungen Joh. Schumacher's Wwe. in Köln und in Oesterreich von der Armaturenfabrik Laubek's Nachfolger (Schückher und Merz) in Wien erzeugt und verkauft., welcher in den Fig. 1 bis 3 zur Darstellung gebracht ist, um dies zu erreichen. Der Rauchstärkenindikator besteht im Prinzip aus einem geraden, 40 bis 50 mm weiten und 1 m langen Rohre, das, an beiden Enden mit Glasscheiben luftdicht verschlossen, von Rauchgasen durchströmt wird. Die beiden Rohrenden tragen Ansätze, durch welche ein kleiner Teil der in der Feuerung entstehenden Gase in das Rohr ein- bezw. aus diesem abgeleitet wird. Der eine zur Einführung dienende Ansatz schliesst sich auf möglichst kurzem Wege an ein 30 bis 40 mm weites, durchlöchertes Rohr an, das in nächster Nähe der Feuerung in die Feuerzüge hineinragt, während der zur Ableitung dienende Ansatz entweder mit dem Kamine in Verbindung steht oder an eine besondere kleine Absaugevorrichtung angeschlossen wird. Betrachtet man durch das mit den durchsichtigen Endverschlüssen versehene Rohr eine dahinter in dessen Achse angebrachte Lichtquelle, so wird dieselbe je nach der Stärke des durch das Rohr strömenden Rauches weniger oder mehr verdunkelt, eventuell ganz unsichtbar werden. Dies vollzieht sich so rasch, dass zwischen dem Momente der Aufgabe frischen Brennmaterials oder anderen von aussen her bewirkter Aenderungen in den Verbrennungsverhältnissen und dem Bemerkbarwerden etwa entstandenen Rauches oft kaum eine Sekunde verfliesst. Bei dieser einfachsten Form des Rauchstärkenindikators wäre es allerdings nötig, dass der Beobachter sein Auge genau in die Rohrachse bringt, um die Verdunkelung wahrzunehmen. Um diese beschränkende Notwendigkeit zu vermeiden, ist bei den erhältlichen Apparaten die Anordnung so getroffen, dass sich am vorderen Rohrende eine transparente Scheibe aus Mattglas o. dgl. befindet, auf welche die Lichtstrahlen der hinter dem Rohre befindlichen Lichtquelle durch dasselbe hindurch reflektiert werden. Zur weiteren Verdeutlichung der Anzeige ist das Anzeigerohr konzentrisch von einem bedeutend weiteren umgeben, welches zwar nicht von den Rauchgasen durchströmt wird, durch welches jedoch auch die Lichtstrahlen, und zwar auf die nun den ganzen Querschnitt bedeckende Mattscheibe reflektiert werden. Die von einem Schautrichter zur Abhaltung fremden Lichtes umgebene Mattscheibe zeigt nun folgendes Bild: Bei Abwesenheit von Rauch ist die ganze dem Querschnitte des weiteren Rohres entsprechende Fläche gleichmässig hell beleuchtet, bei schwachem bis massig stärkerem Rauche erscheint darauf ein konzentrischer, dem Querschnitte des Innenrohres entsprechender, hell bis dunkelbraun gefärbter Kreis, der bei starkem Rauche ganz schwarz wird, und welcher von einem hell beleuchteten Kreisringe umgeben ist (Fig. 4). Textabbildung, Bd. 314, S. 120 Fig. 4. Textabbildung, Bd. 314, S. 120 Fig. 5. Diese Art der Beobachtung des Rauches ermöglicht gleichzeitig auch eine sehr einfache und verlässliche Messung der Intensität desselben. Um dieselbe in thunlichst einfacher Weise und praktisch ausführen zu können, wird der Rauchstärkenindikator in entsprechend modifizierter Konstruktion auch als registrierender Rauchstärkenmesser hergestellt, welcher eine graphische Verzeichnung der während einer längeren Beobachtungsperiode herrschenden Rauchstärken in Form eines Diagrammes gestattet, wobei die Zeiten als Abscissen, die Rauchstärken als Ordinaten eingetragen erscheinen. Handelt es sich bloss darum, vorübergehend sich über die Stärke des in der Teuerung entstehenden Rauches zu informieren, so genügt folgendes Hilfsmittel: Der dem Kreisringe auf der Mattscheibe entsprechende Teil derselben wird in eine Anzahl von Sektoren geteilt, die, mit einem ungefärbten beginnend, immer dunkler bis ganz schwarz gefärbt sind und in ihrer Aufeinanderfolge eine Rauchstärkenskala darstellen (Fig. 5). Für diesen Zweck eignet sich ganz besonders die von Prof. Ringelmann angegebene, die auch zur freien Rauchstärkenbeobachtung häufig Anwendung findet. Prof. Ringelmann's Absicht ist die, die verschiedenen Abstufungen von Grau durch schwarze, gekreuzte Linien auf weissem Papier darzustellen. Wenn diese schwarzweissen Bilder von einer gewissen Entfernung gesehen Werden, so zeigen dieselben verschiedene graue Schattierungen, welche den Rauchstärken entsprechen. Veränderungen in der Schattierung werden durch verschiedene Breiten der schwarzen Linien oder der weissen Zwischenräume erzielt. So zeigt ein gegebenes Kreuzliniendiagramm in einer Entfernung von etwa 24 bis 30 m eine gewisse graue Schattierung; wenn aber die Stärke der schwarzen Linien verdoppelt, die weissen Zwischenräume daher halb so gross werden, so wird in derselben eine dunklere Schattierung sichtbar. Diese Diagramme sollen in passender Entfernung derartig aufgehängt werden, dass sie der Bedachter zugleich mit der Schornsteinmündung erblickt. Die Vorteile einer solchen einheitlichen Vergleichsmethode sind sehr gross. Wenn die Distanzen zwischen den schwarzen Linien oder deren Dicke gegeben sind, so kann jeder für sich die Bilder herstellen. Solche Bilder werden im Frankreich und in Amerika gedruckt und veröffentlicht. Die Methode, nach welcher die Ringelmann'sche Rauchskala hergestellt wird, ist die folgende: Nr. 0. Kein Rauch. Ganz weiss. Nr. 1. Leichter, grauer Rauch. Schwarze Linien 1 mm dick und 9 mm breite, weisse Zwischenräume, im rechten Winkel gekreuzt. Nr. 2. Dunklerer, grauer Rauch. Schwarze Linien 2,3 mm dick, in einer Entfernung von 7,7 mm. Nr. 3. Sehr dunkler, grauer Rauch. Schwarze Linien 3,7 mm dick, 6,3 mm auseinander. Nr. 4. Schwarzer Rauch. 5,5 mm dicke, schwarze Linien, 4,5 mm auseinander. Nr. 5. Ganz schwarzer Rauch. Ganz schwarz. Diese nach Bryan Donkin'sThe Engineer. Meinung beste Rauchskala wird schon ziemlich häufig in Frankreich benutzt. um die Beobachtungen noch vollständiger zu machen, sollte ein zweiter Beobachter, während der erste den Rauch getrachtet, die besonderen Umstände der Feuerung, Zeit des Auflegens u.s.w. notieren. Dies ist besonders wichtig, wenn es sich um einen Fabriksschornstein handelt. Die so erhaltenen Resultate sollen hierauf in ein Diagramm eingetragen werden, dessen Abscissen die Zeiten messen. Bei achtstündigen Versuchen sollen die Beobachtungen alle Minuten gemacht werden. Durch Vergleich des vom durchströmenden Rauche gefärbten Zentrums der Mattscheibe mit dem die gleiche Beleuchtungsintensität aufweisenden Sektor der Skala lässt sich das Mass der herrschenden Rauchstärke in sehr sicherer Weise feststellen. Eine derartig ausgeführte Scheibe, an Stelle der Mattscheibe in den Rauchstärkenindikator eingesetzt, macht denselben somit sofort auch zur Messung von Rauchstärken geeignet. Der Rauchstärkenindikator wird in mehreren, den verschiedenen lokalen Verhältnissen angepassten Formen hergestellt, deren eine in den Fig. 1 bis 3 zur Darstellung gebracht ist. Dort, wo die Kessel einzeln oder in Gruppen zu zweien derart aufgestellt sind, dass für die Unterbringung der Vorrichtung genügend Platz an den Flanken vorhanden ist, gelangt die oben angeführte Ausführung zur Anwendung. Trifft dies nicht zu, wie z.B. dort, wo eine grössere Zahl von Kesseln zu einem gemeinsamen Block vereinigt sind, oder wo die Kesselflanken zu wenig Platz bieten, dann wird der Apparat an der Stirnseite des Kessels derart angebracht, dass der verdrehbare, eine Spiegelvorrichtung enthaltende Vorkopf mit dem Schautrichter so situiert ist, dass der Heizer beim Betrachten des Wasserstandes, Manometers u.s.w. unwillkürlich auch die Anzeige des Rauchstärkenindikators wahrnehmen muss. Es ist überhaupt bei Anbringung dieser Einrichtung die Disposition so zu treffen, dass der Heizer ohne Aufwand besonderer Aufmerksamkeit die Anzeige des Apparates sehen muss. Die Lichtquelle ist dort, wo elektrisches Licht zur Verfügung steht, eine elektrische Glühlampe, sonst eine kleine Petroleumlampe. Der Rauchstärkenindikator kann übrigens auch an jeder anderen Stelle des Kesselhauses, wo dessen Anzeige leicht und bequem wahrnehmbar ist, angebracht werden; es ist hierbei nur darauf zu sehen, dass die Zuleitung der Rauchgase möglichst kurz ausfällt. Handelt es sich darum, genauere Messungen von Rauchstärken, sei es zur Beurteilung von Feuerungen oder aber verschiedener Brennmaterialien, hinsichtlich ihrer Rauchentwickelung anzustellen, so gelangt der Rauchstärkenindikator in der erwähnten modifizierten Ausführung mit registrierender Messvorrichtung zur Verwendung. Derselbe ist der Hauptsache nach ebenso eingerichtet wie der gewöhnliche Rauchstärkenindikator, nur besitzt er an Stelle der transparenten fixen Rauchstärkenskala eine um das den Rauch führende Rohr drehbare. Das letztere, sowie das Aussenrohr sind ausserdem durch eine Wand verbunden, welche eine der Grösse eines Sektors der Rauchstärkenskala entsprechende Oeffnung aufweist, durch welche die Lichtstrahlen auf die drehbare Skala projiziert werden. Das die Lichtquelle enthaltende Ende ist hingegen ebenso beschaffen, wie bei den anderen Ausführungen. Bei der Messung von Rauchstärken, zu welchem Zwecke die Vorrichtung in gleicher Weise angebracht wird, wie der gewöhnliche Rauchstärkenindikator, hat sich der Beobachter vor dem Schautrichter aufzustellen und entsprechend den sich im mittleren Rohre zeigenden Rauchstärken die Rauchstärkenskala derart zu verdrehen, dass der vor die erwähnte Oeffnung gestellte Sektor der Rauchstärkenskala dieselbe Färbung aufweist, wie das durch den Rauch gefärbte Zentrum. Die zur Einstellung der Rauchstärkenskala erforderliche Drehung überträgt sich auf einen Schreibstift, der auf einer von einem Uhrwerke angetriebenen Registriertrommel die Rauchstärke verzeichnet. Die gesamte von diesem Schreibstifte verzeichnete Kurve ergibt dann den Verlauf der Rauchstärken während der vorgenommenen Beobachtung.