Titel: Fyfe's vergleichende Untersuchung der Leuchtkraft von Steinkohlengas-Brennern.
Autor: Fyfe, Andrew
Fundstelle: 1841, Band 79, Nr. LX. (S. 296–310)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj079/ar079060

LX. Vergleichende Untersuchung der Leucht- und Heizkraft verschiedener Arten von Steinkohlengas-Brennern und über die Anwendung des Steinkohlengases als Wärmequelle; von Dr. Andrew Fyfe.

Aus dem Edinburgh new philosophical Journal. Oktbr. 1840 – Jan. 1841, S. 214.

I. Vergleichende Untersuchung der Leuchtkraft der Gasbrenner.

Es ist wohl bekannt, daß das Steinkohlengas in seiner Zusammensezung und seiner Qualität je nach dem zu seiner Bereitung angewendeten Verfahren variirt. Nachdem es von den Uneinigkeiten befreit ist, besteht es hauptsächlich aus Wasserstoff, Kohlenoxyd und verschiedenen Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Der Wasserstoff, das Kohlenoxyd und die leichten Kohlenwasserstoffarten machen bei Weitem den größten Theil aus; allein die schweren Kohlenwasserstoffarten sind es, welche die wahren Lichtquellen bilden, denn, wenn schon alle diese Körper brennbar sind, so geben doch die erstern sehr wenig Licht bei ihrer Verbrennung.

Man mag die Voraussezung sehr natürlich finden, daß wenn diese Gase nur mit der gehörigen Menge Luft behufs der Verbrennung versehen werben, die Stärke des Lichtes immer dieselbe seyn müsse, und daß folglich, wenn das Gas nur vollkommen verbrennt, es gleichgültig sey, in welchem Brenner es verzehrt werde. Dieß ist |297| jedoch nicht der Fall. Wahr ist es, daß, wenn das Gas bei gehörigem Luftzutritt vollkommen verbrennt, wir die größte Menge Lichts erhalten, die erwartet werden kann; doch können wir fehlen, wenn wir der Luft zu freien Zutritt lassen; und wenn schon hiedurch alle Elemente des Gases mit deren Sauerstoff vereint und Kohlensäure und Wasser gebildet werden, welche einen dem frühern gleichen Raum erfüllen, so wird man doch finden, daß bei weitem weniger Licht dabei erzeugt wird. Daher wird auch das Gegentheil stattfinden, wenn der zu freie Zutritt gemindert wird; die unter demselben Aufwand von Gas erzeugte Lichtmenge wird dann vergrößert.

Hiefür findet man den Grund in dem von Hrn. Davy ausgestellten Gesez, daß ein Gas dann mit weißem Lichte brennt, wenn es einen Bestandtheil enthält, der durch die während feiner Verbrennung entstehende Hize nicht verflüchtigt wird. Das im Steinkohlengas vorhandene Element von dieser Beschaffenheit ist der Kohlenstoff, welcher, wenn gleich in Verbindung mit Wasserstoff, dennoch in Freiheit gesezt zu werden, und in diesem unverbundenen Zustande zu glühen und zu verbrennen strebt, wo er dann weißes Licht erzeugt. Wenn daher das Gas nicht in der Art consumirt wird, daß es eine Zersezung erleidet, ehe es wirklich verbrannt ist, so wird es nicht viel Licht erzeugen, und nur hierin liegt die Ursache der Verschiedenheit der Leuchtkraft verschieden construirter Brenner.

Aus dem Gesagten erhellt, daß das Steinkohlengas auf zweierlei Weise verbrannt werden kann. Nach der einen wird es geradewegs als ein Kohlenwasserstoff verbrannt, wobei der Wasserstoff und der Kohlenstoff auf einmal, und gleichsam zu gleicher Zeit, sich mit Sauerstoff verbinden; nach der andern Weise wird es während der Verbrennung insofern zersezt, daß der Wasserstoff sich zuvörderst mit Sauerstoff verbindet und den Kohlenstoff frei werden läßt, welcher erst in diesem freien und unverbundenen Zustande sich dann mit dem Sauerstoff verbindet. In dem erstem Falle nun verbrennt er ohne viel Licht zu geben, im leztern aber wird das Licht intensiv; daher muß bei der Anwendung des Steinkohlengases zu dem Zweke der Beleuchtung hierauf gesehen werden.

Daß das, was hier von der Zersezung des Gases gesagt wurde, wirklich stattfindet, sieht man, wenn man es anzündet und ein Stük Metallgewebe in die Flamme hält. Hält man es in die weiße Flamme so zeigt sich auf der Stelle Kohlenstoff in Gestalt von Rauch, hält man es aber in die blaue Flamme, so gibt es keinen Rauch. Oder wenn man das Gewebe in einiger Entfernung über den Brenner hält, so daß das Gas vor seiner Entzündung sich mit der Luft mengen kann, und dann eine Flamme über das Gewebe bringt, so |298| findet die Verbrennung ebenfalls ohne Rauch statt, aber mit sehr schwachem Licht, indem die Bestandteile auf einmal mit dem Sauerstoff der Luft in Verbindung treten, ohne daß zuvor der Kohlenstoff aus seiner Verbindung mit dem Wasserstoff befreit worden wäre. Es ist daher einleuchtend, daß wenn Gas leuchten soll, es in der Art verzehrt werden muß, daß eine Zersezung dabei stattfindet; daß es nicht wirklich als ein Kohlenwasserstoff verbrennen darf, indem seine Bestandtheile auf einmal und in demselben Augenblike in Verbindung mit dem Sauerstoff treten, sondern daß sich der Wasserstoff zuerst mit dem Sauerstoff verbinden, und den Kohlenstoff in Freiheit sezen muß, welcher sich dann erst mit dem Sauerstoff verbindet; und dieß wird durch die gehörige Zulassung der Luft erreicht. Daher kömmt es, daß nicht nur allein verschiedene Brenner bei gleicher Gasconsumtion sich durch die Stärke des von ihnen ausgesandten Lichtes unterscheiden, sondern daß sogar gleiche Brenner unter verschiedenen Umständen in ihrer Leuchtkraft verschieden sind.

Die Richtigkeit dieser Beobachtungen wurde in einer interessanten Abhandlung der DD. Christison und Turner im Edinburgh Philosophical Journal 1825 (polytechn. Journal Bd. XVIII. S. 465) vollkommen genügend dargethan. In einer Reihe von Versuchen über die Leuchtkraft des Steinkohlengases und des Oehlgases begriffen, fanden sie sich auch veranlaßt, die auf die Ausstrahlung des Lichtes einwirkenden Umstände – als die Höhe der Flamme, die besondere Form des Brenners, so wie die des Glascylinders – zu untersuchen, indem ihre Versuche sich hauptsächlich auf Argand'sche Brenner bezogen. In Hinsicht auf die Länge der Flamme fanden sie, daß das Licht nicht immer im Verhältniß zur Consumtion stand, selbst bei Anwendung eines und desselben Brenners. So war, wenn man einen 3 Zoll langen Flammenstrahl zum Maaßstab nahm, und sein Licht und seine Consumtion = 100 sezte, das für gleiche Kosten erzeugte Licht bei einer Flamme von 2 Zoll 100, von 3 Zoll 109, von 4 Zoll 131, von 5 Zoll 150, von 6 Zoll 150.

Bei diesen Versuchen wurde durch Verlängerung der Flamme gewöhnlich auch die Gasconsumtion vergrößert, aber das Licht verstärkte sich dann in einem größern Verhältniß. Bei einer Länge von 5 Zoll verhielt sich das Licht wie 150 zu 100, mit andern Worten, man hatte einen Gewinn von 50 Proc. Ueber diese hinaus war bei der weitern Verlängerung der Flamme kein Gewinn mehr.

Dasselbe fand bei den Argand'schen Brennern, und zwar in einem noch größern Verhältnisse statt. So war bei einem Brenner mit fünf Löchern das Licht bei gleicher Gasconsumtion für eine Flamme von 1/2 Zoll 100, von 1 Zoll 282, von 2 Zoll 560; von 3 Zoll |299| 582, von 4 Zoll 582, von 5 Zoll 604, so daß bei Erhöhung der Flamme von 1/2 Zoll bis 3 Zoll das Licht für dieselbe Quantität verbrannten Gases beinahe sechsmal größer war. Ueber diese Länge der Flamme hinaus war der weitere Zuwachs unbedeutend. In diesem leztern Versuche war der Maaßstab ein 4 Zoll langer Strahl, und, wie vorher, das Licht und das Consumirte zu 100 angenommen. – Diese Versuche habe ich selbst durch öftere Wiederholungen bestätigt, wie man weiter unten finden wird.

Es kann daher in Beziehung auf die Argand'schen Brenner als eine Regel angenommen werden, daß wenn die Flamme erhöht wird, ohne daß sie raucht oder eine schmuzige Farbe annimmt, die Leuchtkraft in größerm Verhältniß zunimmt, als die durch ihre Verlängerung veranlaßte Consumtion, was in dem schon aufgestellten Grundsaz seine Erklärung findet; denn wenn die Flamme nieder ist, so tritt im Verhältnisse zum austretenden Gas zu viel Luft hinzu, und folglich verbrennt der größte Theil desselben, ohne zersezt zu werden, während, wenn die Flamme hoch ist, die Luft in geringerm Verhältnisse zu ihr steht, eine Zersezung veranlaßt, der Kohlenstoff von dem Wasserstoff getrennt wird und dann erst verbrennt, bei seiner derartigen Verbrennung aber das weiße Licht gibt und so die Leuchtkraft vermehrt.

Die Flamme jedoch kann offenbar nicht immer in ihrer größten Höhe erhalten werden, denn bei einem unbedeutenden Zug oder einer Erschütterung der Lampe müßte Rauch entstehen oder eine plözliche Abbiegung der Flamme erfolgen, wodurch das Zugglas leicht bricht, was in offenen Zimmern, z.B. Läden, am ersten geschehen könnte. Die in der citirten Abhandlung speciell angeführten Umstände, wie die Größe der Oeffnungen in den Argand'schen Brennern, ihre Entfernung von einander, die Weite des Zugglases, und dessen Abstand von den Seiten des Brenners, haben in Betreff der besten Mittel, das Gas auf diese Weise zu consumiren, wenig mehr zu thun übrig gelassen. Diese Versuche betreffen beinahe ausschließlich die Argand'schen Brenner. Ich dachte aber, daß es von gleicher Wichtigkeit sey, die Untersuchung auch auf andere Formen von Brennern, wie auf jene mit flacher Flamme, und auf die ohne Zuggläser zu erstreken, um ihre Leuchtkraft in Vergleich mit Strahlstammen und Argand'schen Brennern, und die Methode sie mit der größten Ersparung anzuwenden, kennen zu lernen. Der einzige Gegenstand, den ich also bei den jezt zu berichtenden Versuchen im Auge hatte, ist die Kenntniß der Leuchtkraft verschiedener Arten von Brennern im Vergleich miteinander; ich glaubte aber, vorstehende Bemerkungen vorausschiken zu müssen, um zu zeigen, welche Aufmerksamkeit nothwendig |300| den auf die Consumtion und die Verbrennung des Gases Einfluß habenden Umständen, von welchen das erzeugte Licht so sehr abhängt, geschenkt werden muß.

Ich wendete bei diesen Versuchen ausschließlich das von der Gas-Compagnie (in Edinburg) gelieferte Steinkohlengas an. Wenn dasselbe schon manchmal in seiner Leuchtkraft etwas variirt, so hat die geringe Differenz, da es doch nur vergleichende Versuche, und die an einem und demselben Tage angestellten von allen andern unabhängig sind, nichts zu sagen; außerdem muß ich noch darauf aufmerksam machen, daß es nicht in meiner Absicht lag, die Menge des erzeugten Lichtes mit numerischer Genauigkeit zu bestimmen, sondern nur die respectiven Lichtgrade, welche man mit verschiedenen Brennern erhält, zu ermitteln.

Bei allen meinen Versuchen bediente ich mich eines einfachen Strahlbrenners als Maaßstab; und damit er beständig dasselbe Licht gab, stand er in Verbindung mit einem Gasometer, der so eingerichtet war, daß, wenn die Flamme 5 Zoll lang war, in einer Stunde genau 1 Fuß Gas verbrannt wurde. Der hiezu gebrauchte Gasometer war wie gewöhnlich construirt – ein kupferner Behälter tauchte in Wasser und war mit Gegengewichten versehen, welche an Sinken, die über Rollen liefen, befestigt waren. Man wird mir gegen diese Vorrichtung einwerfen, daß der Gasbehälter, je mehr er in das Wasser einsinkt, desto leichter im Verhältniß zu seinem Gegengewichte wird, und daß also der Druk nicht immer gleich ist. Dieß weiß ich wohl; allein ich fand durch Versuche, daß bei nur kleinen Bewegungen des Gasbehälters die Differenz im Druke nur unbedeutend war, namentlich wenn beim Auslassen von Gas der Behälter nicht sehr weit außerhalb des Wassers, oder sehr tief im Wasser sich befand. Demgemäß fand ich für gleiche Zeiten auch die Consumtion ganz oder doch beinahe so gleich, daß die Differenz, bei Experimenten dieser Art, gar nicht zu berüksichtigen ist.

Den oben erwähnten, von mir bestätigten, Versuchen zufolge, ist also die Höhe von 5 Zoll für den einfachen Strahl die ökonomischste, weßhalb ich sie als Maaßstab zu meinen Versuchen anwandte.

Um die Leuchtkraft zu messen, wendete ich Rumford's Verfahren an: die Tiefe der durch die Flammen erzeugten Schatten, versteht sich, in Verbindung mit allen den von ihm angegebenen, Genauigkeit bezwekenden, Maaßregeln. Ich weiß wohl, daß man diesem Verfahren vorwirft, daß es in mancher Hinsicht Täuschungen zulasse. Doch sind diese Einwürfe von geringem Belang, wenn das Instrument zum Vergleich der Leuchtkraft von Lichtern, wie jene der Gasflammen, wo die Schatten in ihrer Farbe nicht viel von einander |301| abweichen, benuzt wird; andere Lichter wurden, nachdem man sie in die richtige Höhe gebracht hatte, so lange auf- und abgeschoben, bis ihre Schatten dieselben waren; übrigens traute ich bei Beurtheilung der Schatten nicht ausschließlich meinen eigenen Beobachtungen, sondern zog noch andere Personen dazu, daher die Resultate gewiß ein um so größeres Vertrauen verdienen.

Das in den beweglichen Brennern benuzte Gas wurde mit einem Gasmesser gemessen, und um genaue Resultate zu gewinnen, ein durch den Messer gegangener Kubikfuß desselben in den Gasometer eingelassen, welcher mit dem als Maaßstab dienenden Strahl in Verbindung stand, und auf dessen Scala genau angemerkt. Der Druk auf das aus dem Meßapparat kommende Gas variirte von 15 bis 19 Zehntel-Zoll Wasser; der am Maaßstab-Gasometer wurde auf 17 erhalten.

In Christison's und Turner's, auch in einer von Professor Brande in den Phil Trans. 1820 publicirten Abhandlung wird gezeigt, daß, wenn ein Argand'scher Brenner einige Löcher hat, aber in einer solchen Entfernung von einander, daß ihre Flammen nicht zusammenstoßen, dieß betrachtet werden kann, als wären eben so viele einzelne Strahlen da; daß aber, wenn die Löcher näher beisammen stehen und sich die Flammen vereinigen, die Verbrennung auf andere Weise vor sich geht; daher die bessere Wirkung der jezigen Brenner im Vergleich mit den früher empfohlenen. Bei den jezt gebräuchlichen, welche 24 Löcher, von beiläufig 1/40 Zoll Durchmesser haben, bildet die, wenn gleich niedere, Flamme einen fortlaufenden Ring, und wenn sie hoch ist, bemerkt man ein wenig von einer blauen Flamme dabei, was beweist, daß das Gas zwekmäßig consumirt und viel Licht erzeugt wird.

Ein solcher Argand'scher Brenner mit 24 Löchern von 1/40 Zoll, woran der Durchmesser des Löcherkreises 7/8 Zoll und der Durchmesser des Mittlern Luftcanals 6/8 Zoll maß, wurde mit dem 5 Zoll hohen, als Maaßstab dienenden Strahl verglichen, welcher in der Stunde 1 Fuß verbrannte. Wenn die Flamme nur 1 1/2 Zoll hoch war, verhielt sich

die Consumtion wie 1 Strahl zu 3,4 Arg. Br.
das Licht 1 2,65

Bei einem andern Brenner derselben Art verhielt sich bei einer Flamme von 1 3/4 Zoll

die Consumtion wie 1 Strahl zu 3 Arg. Br.
das Licht 1 2,85

In diesen beiden Versuchen zeigte sich im Vergleich mit dem von dem Strahl gegebenen Licht ein Verlust, wodurch die schon angeführten |302| Versuche von Christison und Turner 63) bestätigt werden.

Mit demselben Brenner, wie in lezterm Versuche, wenn die Flamme 2 1/2 Zoll hoch war, verhielt sich

die Consumtion wie 1 zu 3,75
das Licht 1 5,512.

Da nun 3,75 : 5,512 = 1 : 1,46, so war in diesem Fall ein Gewinn von 46 Proc. bei gleicher Gasconsumtion.

Derselbe Brenner mit einer 3 Zoll hohen Flamme ergab

Consumtion 1 zu 4,137
Licht 1 7,441

und da 4,137 : 7,441 = 1 : 1,79, so ist der Gewinn 79 Proc.;

mit einer Flamme von 3 1/2 Zoll war

die Consumtion 1 zu 4,36
das Licht 1 8

und da 4,36: 8 = 1 : 1,83, so ist der Gewinn 83 Proc.

Die Weite der gläsernen Zugröhre war 17/10 Zoll.

Es wurde nun ein anderer, zwar ähnlicher, aber mit mehr Löchern versehener, Brenner probirt. Der mittlere Luftcanal hatte 17/20 Zoll Durchmesser; der Löcherkreis 21/20; die Anzahl der 1/50 Zoll weiten Löcher war 42.

Höhe der Flamme:
1 Zoll. 1 1/2 Zoll. 2 Zoll. 2 3/4 Zoll. 3 1/2 Zoll.
Consumtion 1 St. zu 2,85 A. B. 1 St. z. 3,15 St. z. 4 1 St. z. 4,8. 1 St. z. 5,45
Licht 1 – – 2,145 – 1 – – 3,24 1 – – 5,304 1 – – 7,035 1 – – 9,94
Resultat Verlust Sehr kleiner
Gewinn.
4 : 5,304 = 1,32
also 0,32 Gew.
4,8 : 7,035 =
1 : 1,46, also
0,46 G.
5,45 : 9,94 =
1 : 1,82 also
0,82 G.

Dieser Brenner, mit seiner größern Anzahl von Löchern und seiner Gasverzehrung in dem Verhältniß von 5,45 per Stunde gegen den andern zu 4,36, gab demnach bei gleicher Consumtion kein größeres Licht. Jedoch ist es merkwürdig, wie sehr die Versuche mit diesen Brennern, wenn das Gas unter günstigen Umständen verbrennt, übereinstimmen; sie zeigen auch, welche große Ersparniß Brenner der erwähnten Art gewähren, indem sich das Licht eines Gasstrahls und dieser Brenner bei gleicher Gasconsumtion ungefähr wie 100 zu 182 verhält.

|303|

Es wurden noch andere Argand'sche Brenner versucht; doch kamen sie, obwohl sie in ihrer Leuchtkraft sich nach der Höhe der Flamme verhaltend gefunden wurden, beim Brennen mit hoher Flamme hinsichtlich der Leuchtkraft den schon erwähnten Brennern nicht gleich.

Ein zehnlöcheriger Argand'scher Brenner z.B. gab, wenn er mit 2 Zoll hoher Flamme brannte und 2,85 Fuß per Stunde verzehrte, im Verhältniß zum consumirten Gas nicht so viel Licht, wie der Gasstrahl; wenn aber die Flamme so weit erhöht wurde, bis sie 3,75 per Stunde verzehrte, verhielt sich

das Licht wie 1 Strahl zu 4,9 Arg. Br.
die Consumtion wie 1 3,75

und da 3,75: 4. 9 = 1: 1,30, ist ein Gewinn vorhanden von 0,30.

Die hierauf probirte Art von Brennern war der Fledermaus-Flügel (bat-wing). Bei diesen entweicht das Gas durch einen Schliz, statt durch kleine Löcher; die Quantität des verzehrten Gases muß natürlich sehr von der Größe des Schlizes abhängen. Ich wandte die gewöhnlich gebräuchlichen dieser Art an, deren Schliz so groß ist, daß man eine Uhrfeder hineinfielen kann. – Bei dem ersten Versuch verbrannte bei weitem weniger Gas, als durch den Brenner hätte entweichen können; das Licht wurde ebenfalls mit dem 5 Zoll langen als Maaßstab dienenden Strahl verglichen.


1. Versuch

2. Versuch.

3. Versuch.
Anderer
Fledermausfl.
etw. kleiner

Noch einmal.
Consumtion 1 St. z. 1,875 Fmf. 1 St. z. 2,307 1 St. zu 3,75 1 St. zu 2,14 1 St. z. 3,53
Licht 1 – – 2,626 – 1 – – 3,403 1 – – 6,16 1 – – 2,88 1 – – 5,618
Resultat 1,875 : 2,626 =
1 : 1,40, also
Gewinn 0,40
2,307 : 3,403 =
1 : 1,42 also G.
0,42
3,75 : 6,16 =
1 : 1,64 also
G. 0.64
2,14 : 2,88 =
1 : 1,34 also
G. 0,34
3,53: 5,618 =
1 : 1,59, also
G. 0,59.

Bei diesen Versuchen stimmen die Resultate mit jenen der Arg. Brenner nur so weit überein, daß, wenn die Flamme niedrig ist, das Gas nicht so vorteilhaft verzehrt wird, als wenn sie hoch ist; die Luft kann wahrscheinlich zu frei zutreten und das Gas also vor seiner Verbrennung nicht hinlänglich zersezt werden. – Man sieht also aus den Resultaten, daß die Fledermausflügel bei gleicher Consumtion nicht so viel Licht erzeugen, als gute Arg. Brenner. Nimmt man den Strahl zu 100 an, so gaben die Arg. Brenner ungefähr 180, während die Fledermausflügel bei gleicher Consumtion nicht über 164 gaben.

Die hierauf versuchten Brenner waren Fischschwänze (fish-tails), oder in spizen Winkeln sich durchschneidende Strahlen. Bei diesem Brenner treten die Oeffnungen, welche denselben Durchmesser haben wie |304| die beiden einfachen Gasstrahlen, in schiefer Richtung aus der Röhre des Brenners aus, und wenn das Gas ausströmt, wird es, so zu sagen, herumgewunden, so daß eine durch die Flamme gehende Linie zu einer andern, in der Richtung der Löcher sich haltenden, diagonal ist.

Der Maaßstabstrahl verbrannte wie gewöhnlich 1 Fuß in der Stunde. Der Fischschwanz war zum Brennen so hergerichtet, daß er die volle Flamme, jedoch ohne alles Flakern, gab.

1. Versuch. 2. Versuch. 3. Versuch.
Consumtion 1 St. zu 2,3 Fischs. 1 St. zu 2,14 Fischs. 1 St. zu 2,18 Fischs.
Licht 1 – – 3,16 – 1 – – 2,98 – 1 – – 3,16 –
Resultat 2,3 : 3,16 = 1 : 1,37
Gewinn 0,37
2,14 : 2,98 = 1 : 1,39
Gew. 0,39
2,18 : 3,16 = 1 : 1,
Gew. 0,40

Noch eine Menge ähnlicher Versuche wurden mit Fischschwänzen angestellt, wobei ich mich überzeugte, daß bei ihrem Gebrauche statt der einfachen Strahlen der Gewinn im Durchschnitt 25 Proc. beträgt. Es ist jedoch höchst nothwendig, die Oeffnungen rein zu erhalten, namentlich bei niederem Flammenstand, wie z.B. in Schlafzimmern, wenn man sie die ganze Nacht hindurch brennend erhalten will. Die Löcher verstopfen sich in diesem Falle gerne mit einem kohligen Absaze, wobei dann das Gas nicht mit Vortheil verbrennt. Dieß geschieht fast bei allen Arten von Brennern. – So verhielt sich bei einem Versuch mit einem Brenner, der lange Zeit in einem Schlafzimmer gebraucht worden war,

die Consumtion wie 1 Strahl zu 2,14 Fischschwänzen
das Licht 1 2,44

und da 2,14 : 2,44 = 1 : 1,14, war der Gewinn nur 0,14.

Also war hier die Gasconsumtion so groß wie in einem der frühern Fälle, das Licht aber viel geringer; denn bei 2,14 Consumtion fand früher ein Gewinn von 0,39 über den Strahl statt, während hier bei derselben Consumtion nur 0,14 gewonnen wurden.

Die leichteste Methode, die Brenner rein zu halten, ist, zuweilen eine Borste in die Löcher zu stoßen, oder, was vielleicht noch besser ist, die Oberfläche des Brenners mit einer Haarbürste zu reiben.

Wenn statt eines einzigen Fischschwanzes die Flammen zweier Fischschwänze mit ihren Flächen zusammengebracht werden, so wird hiedurch das Licht sehr verstärkt. Man sollte glauben, daß ein nach diesem Princip construirter Brenner Vortheil gewähren müßte, vorausgesezt, daß die Lichtzunahme nicht mit einer verhältnißmäßigen Zunahme der Consumtion verbunden ist. Beim Versuch fand ich |350| aber, daß dieß nicht der Fall ist; so war, wenn zwei Fischschwänze getrennt gebrannt wurden, die Gasconsumtion beider 4,44 in Vergleich zum Maaßstabstrahl = 1, mit vereinigten Flammen war sie 5, aber das Licht war bedeutend verstärkt. Es war nämlich im Vergleich mit dem Strahl

die Consumtion 1 Strahl zu 5 Fischschwänzen
das Licht 1 8,192 –
Da 5: 8,192 = 1: 1,63, ist der Gewinn 0,63.

Bei einem andern Versuche betrug der Gewinn 0,59, was einen Durchschnitt von 0,61 ergibt. Ein doppelter Fischschwanz ist demnach jedenfalls ergiebiger, als ein einfacher; seine Anwendung ist jedoch nicht vorteilhafter als die eines guten Fledermausflügels, der mit seinem vollen Gaszufluß brennt: zudem ist die. Flamme keineswegs so ruhig.

Es wurden auch andere Arten von Brennern versucht in der Absicht, das Licht zu verstärken, auch bei nur geringem Gasbedarfe. Die erste bestund aus Strahlen, welche durch Löcher gebildet wurden, die in gerader Linie gebohrt waren, und zwar so nahe aneinander, daß ihre Flammen sich vereinigten. Ich machte Brenner dieser Art mit zwei, drei, vier und fünf Löchern; doch fand ich, daß, wenn man sie in derselben Höhe wie den Strahl brennen ließ, das Licht um gar nichts mehr zunahm, als die größere Consumtion schon veranlaßte. – So verhielt sich bei einem Brenner mit drei Löchern von derselben Größe wie der einzelne Strahl und 3 Zoll hoher Flamme,

die Consumtion wie 1 Strahl zu 1,07 Strahlen,
das Licht 1 1,10

daher der Gewinn so viel wie keiner war. Bei 4 Zoll hoher Flamme war der Fall derselbe. – Mit vier und fünf Löchern war, wenn die Flammen 3 bis 5 Zoll hoch waren, sogar noch ein Verlust an Licht im Vergleich mit dem Strahle, indem die Zunahme an Licht nicht gleichen Schritt hielt mit jener der Consumtion. – Wenn hingegen das Licht bei diesen Brennern eben so stark gehalten wird als der Strahl mit 5 Zoll hoher Flamme, ist eine Ersparniß damit verbunden; denn während der einzelne Strahl 100 Gas verzehrt, verzehren diese zusammengesezten Strahlen nur 80 bis 90, was eine Ersparniß von 10 bis 20 Proc. für eben so viel Licht ausmacht. Sie könnten folglich mit Vortheil angewandt werden, wenn ihnen nicht der Vorwurf zu machen wäre, daß die Flamme nicht so ruhig ist, wie bei dem einzelnen Strahl, außer bei Anwendung eines Zugglases.

Bei Betrachtung der guten Resultate der Fledermausflügel kam mir der Gedanke, einen nach dem Princip derselben, doch zur Consumtion |306| einer viel geringern Menge Gases eingerichteten Brenner zu Probiren, welcher sich auch als vorzüglich gut erwies. Ich machte solche von verschiedener Größe, jedoch alle in der Absicht, einen zu erhalten, der nur die gleiche, oder doch beinahe gleiche, Menge Gas consumirt, wie der einzelne Strahl. Doch fand ich, als dieß geschehen war, keine Ersparniß. Wenn z.B. der Schliz klein ist, so gleicht die Flamme der eines Strahls; wenn er aber größer ist, so wird die Flamme breiter, und wenn auch mehr Gas verzehrt wird, so nimmt doch das Licht um mehr zu als die Consumtion. – So war bei einem Brenner mit kleinem Schliz im Vergleich mit dem Maaßstabstrahl in einem Fall die Consumtion – 1 Strahl zu 0,97 Schliz, in einem andern wie 1 zu 1,07; das Licht aber war dasselbe. – Bei etwas vergrößertem Schliz erhielt ich folgende Resultate:

Versuch mit dem
1. Brenner. 2. Brenner. 3. Brenner. 4. Brenner. 5. Brenner.
Consumtion 1 zu 1,76 1 zu 1,66 1 zu 1,66 1 zu 1,46 1 zu 1,57
Licht 1 – 2,52 1 – 2,485 1 – 2,55 1 – 2,278 1 – 2,5
Resultat 1,76 : 2,52 =
1 : 1,43 G. 0,43
1,66 : 2,485 =
1 : 1,49 Gew. 0,49
1,66 : 255 =
1 : 1,53 Gew. 0,53
1,46 : 2,278 =
1 : 1,56 Gew. 0,56
1,57 : 2,5 =
1 : 1,59 Gew. 0,59,

so daß für gleiche Gasconsumtion ein Lichtgewinn zwischen 40 und 60 Proc. sich ergab.

Ich halte die Brenner dieser Art für sehr nüzlich in den Fallen, wo man kein sehr starkes Licht braucht. Nicht daß ich sie den großen Fledermausflügeln vorzöge, oder auch nur den Fischschwänzen, obwohl sie bei demselben Gasverbrauch mehr Licht geben, als die lezteren; aber für viele Zweke, wie z.B. zu Straßenlampen, mögen sie statt der Strahlen sehr gute Dienste thun.

Ich mache noch einmal darauf aufmerksam, daß ich bei diesen Versuchen keineswegs auf numerische Genauigkeit Anspruch machen wollte. Die angegebenen Thatsachen sind vielmehr nur als allgemeine Resultate zu betrachten; denn man darf nicht vergessen, daß das erzeugte Licht nicht nur von der Beschaffenheit des Brenners selbst, sondern auch noch von andern Umständen abhängt, wie z.B. von der Höhe der Flamme, dem Reinhalten des Brenners von kohligem Absaz, von der Form des Zugglases bei Anwendung Argand'scher Brenner etc.

Ich gehe jezt noch nicht auf die praktischen Anwendungen ein, |307| welche von diesen Versuchen gemacht werden können, und werde mich darüber erst nach Darstellung der über die Heizkraft des Gases angestellten Versuche aussprechen. Nur die einzige Bemerkung möge hier Plaz finden, daß nach den oben mitgeteilten Resultaten der Argand'sche Brenner, wenn es sich nur um Beleuchtung handelt, hinsichtlich des Gasverbrauchs bei weitem die größte Ersparniß gewährt. Was die Art der Argand'schen Brenner betrifft, scheint die jezt gebräuchliche, mit 24 Löchern von 1/40 Zoll dem Zweke besser als jede andere bisher empfohlene zu entsprechen; aber die Weite der Oeffnung muß je nach der Leuchtkraft des Gases etwas erweitert oder verkleinert werden. Viel hängt natürlich auch von der Höhe der Flamme und der Gestalt des Zugglases ab. Im Allgemeinen soll die Flamme so beschaffen seyn, daß das Gas ohne Rauch und ohne daß die Flamme eine dunkle Farbe annimmt, verbrennt, was bei ungefähr 3 Zoll der Höhe stattfindet. Das Zugglas soll der Luft gehörigen Zutritt gewähren, jedoch auch nicht im Uebermaaß, weil sonst das Gas vor seiner Verbrennung nicht zersezt wird und daher nicht vorteilhaft verbrennt, worüber ich übrigens auf die Abhandlung der HHrn. Christison und Turner verweisen muß.

Zu andern Zweken verdient der Fledermausflügel und der Fischschwanz vorgezogen zu werden, wie z.B. wo Zuggläser nicht wohl angewandt werden können, wie in Läden und Fabriken. Was den einzelnen Strahlbrenner betrifft, so ist dieser offenbar die unvortheilhafteste Vorrichtung. Wo man keines großen Lichts bedarf, wende man statt eines einzelnen Strahls einen Brenner mit 3 Oeffnungen an, die in einer Linie und einander nahe angebracht sind, weil man bei einem solchen, um dasselbe Licht wie mit einem Strahl zu erhalten, weniger Gas bedarf.

II. Vergleichende Untersuchung der Heizkraft der Gasbrenner.

Ich habe schon erwähnt, daß bei der Anwendung des Gases zur Beleuchtung es nicht genügt, daß es vollkommen verzehrt wird; es muß auch der Zutritt der Luft gehörig regulirt werden, damit die schon öfters erwähnte notwendige Zersezung des Kohlenwasserstoffgases stattfinden kann, durch welche das weiße Licht erzeugt wird. Es dringt sich deßhalb die Frage auf, ob die Heizkraft demselben Geseze unterworfen ist; oder ob, wenn das Gas vollständig consumirt wird, die entwikelte Hize dieselbe ist, gleichviel, ob vorher eine Zersezung des Gases stattfindet oder nicht? Ich fand es nothwendig, dieß vorher zu untersuchen, denn wenn die Heizkraft nicht demselben |308| Geseze unterworfen ist, so wäre die folgende Untersuchung viel einfacher und leichter.

Bei den Versuchen über die Heizkraft wurde das angewandte Gas, um es zu messen, durch denselben Messer geleitet, wie bei jenen über die Leuchtkraft. Um den Betrag der entwikelten Wärme zu bestimmen, war das einfachste Verfahren dieses, eine gleiche Quantität Wasser von derselben Temperatur in dem nämlichen Gefäße anzuwenden, und den Grad zu bestimmen, auf welchen es durch die Consumtion gleicher Quantitäten Gas gebracht wird. Dieses Verfahren gibt allerdings nicht das wirkliche Wärmequantum an; allein da ich nur die Absicht hatte, die Heizkraft vergleichend zu bestimmen, gewährte es hinlängliche Genauigkeit. Die Vorrichtung bestand aus einem Kesseln (Fig. 77 Tab. IV), dessen Seitenwände über den Boden hinabgingen, welcher die Höhlung A bildete, in welche die Flamme gebracht wurde; C, C ist eine Röhre zum Abführen der Verbrennungsproducte. Ich zog diesen Apparat aus dem Grunde einem gewöhnlichen Topf oder einer Flasche vor, weil, da die Flamme mit Wasser umgeben war, die außerdem durch Ausstrahlung verlorengehende Wärme auf diese Weise absorbirt wurde; überdieß wurden die heißen Verbrennungsproducte mittelst der Röhre C durch das Wasser geleitet, so daß sie den größten Theil ihrer Wärme wieder abgaben. Wenn beim Gebrauch dieser Vorrichtung die Flamme in der Höhlung zu weit in die Höhe gestellt wird, wodurch die Verbrennungsproducte nicht schnell genug abgeleitet werden, so entsteht dadurch häufig viel Rauch; es ist daher nothwendig, hierauf ein Augenmerk zu haben, um die vollkommene Verbrennung des Gases zu sichern, was man erreicht, indem man den Brenner etwas niedriger stellt. Bei den vergleichenden Versuchen wurde immer dieselbe Menge Wasser von 45° F. in den Kessel gebracht, welcher stets mit einem Dekel verschlossen wurde. Die Gasflamme befand sich natürlich in verschiedenen Abständen von dem Boden des Kessels je nach der Beschaffenheit des angewandten Brenners und der Höhe der Flamme.

Die ersten Versuche wurden mit Strahlen, Fischschwänzen, Fledermausflügeln und Argand'schen Brennern angestellt, welche alle unter der Lichterzeugung sehr günstigen Umständen brannten. Die Versuche über die Leuchtkraft haben gezeigt, daß bei gleicher Gasconsumtion, den Strahl als Maaßstab = 100 Licht angenommen, die Fischschwänze 140, die Fledermausflügel ungefähr 160, und die Argand'schen Brenner ungefähr 180 Licht geben. Bei jedem Versuch wurde ein Viertelsgallon (1 Gallon = 10 engl. Pfd.) Wasser von 45° F. in den Kessel gebracht und von jedem Brenner 1/2 Fuß Gas verzehrt. Die Temperatur des Zimmers variirte zwischen 58 und 62°.

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Brenner. Erforderte
Zeit.
Temp. Gewonnene
Wärmegrade.
Strahl 30 Min. 140 95
Fischschwanz 13 – 146 101
Fledermausflügel 9 – 142 97
Argand'scher Brenner mit 10 Löchern 12 – 142 97
– – – 24 – 9 – 142 97
– – – 42 – 7 – 144 99

Die Resultate dieser Versuche stimmen zwar nicht genau überein; da aber bei einigen Brennern die Flamme tiefer in der Höhlung des Kessels stand, als bei andern, so kann ein kleiner Verlust an Wärme durch Ausstrahlung stattgefunden haben. Dieses vorausgesezt, scheint auf die Heizkraft nicht derselbe Umstand wie auf die Leuchtkraft Einfluß zu haben; mit andern Worten, die von verschiedenen Gasbrennern hervorgebrachte Hize steht nicht in Verhältniß zu dem von ihnen erzeugten Licht, sondern zu der von ihnen verzehrten Gasmenge. Ob dieses auch wirklich der Fall sey, mußte durch weitere Versuche mit verschieden angewandten Brennern erst ermittelt werden, indem man sie verschiedene Quantitäten Gas in derselben Zeit verzehren ließ, oder die Einrichtung traf, daß verschiedene Zeitlängen zur Consumtion einer und derselben Menge Gas erforderlich waren. Bei den folgenden Versuchen betrug das angewandte Gas einen halben Fuß.

Brenner. Flamme. Zeit. Temp. Gewinn.
Strahlen 3 Zoll 40 Min. 147 102
Fischschwanz halbvoll 40 – 132 87
Fledermausflügel viertelvoll 30 – 134 89
Argand'scher 1 Zoll 15 – 142 97

Hier trifft das Resultat bei dem Strahl und dem Argand'schen Brenner ziemlich mit den obigen Versuchen überein. Die mit dem Fischschwanz hingegen und dem Fledermausflügel erhaltenen Resultate stimmen wohl untereinander, aber nicht mit jenen überein. Bei den beiden ersten wurde alles Gas consumirt, bei den zwei anderen gab es zufällig etwas Rauch, was der Grund des Fehlers seyn mag.

Folgende Versuche wurden mit einem Argand'schen Brenner mit 42 Löchern bei verschiedenen Höhen der Flamme und mit Anwendung von 1/4 Fuß Gas angestellt.

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Flamme. Zeit. Temp. Gewinn.
3 Zoll, mit Zugglas 4 Min. 100 55
1 – deßgl. 12 – 100 55
1 – keines 12 – 100 55
1/2 – keines 15 – 100 55
Gerade sichtbar, keines 30 – 90 45
Ganz blau.

Bei allen diesen Versuchen, mit Ausnahme des lezten, war die entwikelte Wärme der Gasconsumtion genau entsprechend. Bei dem lezten müssen wir den Grund des Fehlers in der erforderten langen Zeit suchen, wodurch ein Theil der vom Wasser angenommenen Wärme wieder an die umgebende Luft abgegeben worden seyn muß.

Aus den mitgeteilten Versuchen kann, wie ich glaube, der Schluß gezogen werden, daß die Heizkraft der verschiedenen, gegenwärtig gebräuchlichen Brenner in geradem Verhältnisse mit der von ihnen Verzehrten Gasmenge steht, vorausgesezt natürlich, daß eine Vollkommene Verbrennung stattfindet; mit andern Worten, es ist einerlei, ob das Gas mit vorgängiger Zersezung verbrennt, so daß es starkes Licht verbreitet, oder mit blauer, wenig Licht verbreitender Flamme, die Wärme ist bei nur gleicher Gasconsumtion immer dieselbe. Später zu erwähnende Versuche werden die Nichtigkeit dieser Behauptung noch weiter bestätigen. Dieß nun einmal als gewiß angenommen, so sind, wenn man mit dem Gas nur Licht erzeugen und daher zugleich die erhizende Wirkung desselben so viel als möglich vermeiden will, offenbar die Argand'schen Brenner die geeignetsten, weil sie bei gleicher Consumtion viel mehr Licht als andere geben; es ist daher bei ihnen, um dieselbe Menge Licht zu erhalten, eine kleinere Menge Gas nothwendig, und die erzeugte Hize wird deßhalb verhältnißmäßig geringer seyn. Will man hingegen zugleich mit dem Licht auch so viel Wärme gewinnen, als möglich, dann müssen Fischschwänze angewandt werden, weil diese, um so viel Licht zu geben, wie die Argand'schen Brenner, eine größere Quantität Gas verzehren müssen.

(Der Beschluß folgt im nächsten Heft.)

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Die von beiden empfohlene Weite der Oeffnungen beträgt 1/32 Zoll, die jezt (in Edinburg) gewöhnliche aber nur 1/40.

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