Titel: Smith's Verfahren Dampfkesselöfen etc.
Autor: Smith, Junius
Fundstelle: 1842, Band 83, Nr. LXIII. (S. 345–350)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj083/ar083063

LXIII. Verfahren Dampfkessel-Oefen etc. mittelst eines Ventilator-Gebläses mit heißer Luft zu speisen, worauf sich Junius Smith im Fen Court, City of London, am 25. Nov. 1840 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Aug. 184l, S. 81.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Vorliegende Verbesserungen bestehen in einer Methode Oefen aller Art mit erhizter Luft zu speisen, und zwar mit Hülfe eines neuen rotirenden, in einem doppelten Gehäuse eingeschlossenen Gebläses. Dieses Ventilatorgebläse zieht die frische Luft durch Oeffnungen, welche sich in der Mitte der Kammer befinden, herbei und preßt sie in den luftdicht verschlossenen Aschenfall. Auf dem Wege dahin vermengt sich die Luft mit der Wärme, welche sonst mit den unconsumirten, aber brennbaren gasartigen Producten der Verbrennung entweichen würde, und wird durch dieselbe erwärmt. Diese Wärme läßt man nun nicht auf die gewöhnliche Weise mit den Gasarten durch das Kamin entweichen, sondern hält sie in einem zwischen der gewöhnlichen Entweichungsstelle und dem oberen oder hinteren Theil der Ventilatorkammer befindlichen Behältniß zurük. Von hier gelangen Wärme und Gas in das Gebläse und kehren durch den verschlossenen Aschenfall ins Feuer zurük. Die Verbrennung des Brennmaterials und dieser zurükgeleiteten Gase wird mit Hülfe frischer, durch die Mittelpunkte der Ventilatorkammer herbeigezogener Luft unterhalten. Die schwereren und unbrennbaren Gasarten läßt man vermöge ihrer eigenen Schwere und mit Hülfe der erzeugten Compression in einen unter dem Ventilator im äußeren Gehäuse befindlichen Behälter hinabsinken, indem man sie durch die Zwischenräume einer Lage Sand, Gries oder zerkleinerter Kiesel drängt. Die Stelle der lezteren Substanzen kann übrigens jeder Stoff vertreten, welcher dem inneren Druke den nöthigen Widerstand darbietet, dabei aber jenen Gasarten gestattet, durch Filtration in eine Kammer zu entweichen, von wo aus dieselben durch eine Röhre oder einen Canal in irgend einer Richtung weggeschafft werden. Die bei diesen Operationen in Anwendung gebrachte Form des Gebläses ist auf Oefen aller Gattungen mit gleichem Vortheil anwendbar, sie mögen nun in der Art arbeiten, daß die in Folge der Verbrennung entwikelten Gasarten in die freie Luft entweichen oder |346| nicht. Durch die Combination obiger Operationen werden Rauch und brennbare Gasarten vollständig oder beinahe vollständig consumirt. Weder Rauch, noch Funken, noch Hize entweichen; kein Schornstein ist zur Hervorbringung des Zuges erforderlich. Man erreicht endlich eine bedeutende Ersparniß an Brennmaterial, indem die Hize und die brennbaren Gasarten, welche beim gewöhnlichen Schornstein verloren gehen, in diesem Ofen vollständig benüzt werden.

Ich gehe nun zur Beschreibung des Verfahrens über, wie der Apparat zur Erreichung eines solchen Erfolges einzurichten und in Betrieb zu sezen ist, wobei ich mich auf die beigefügten Abbildungen beziehe.

Fig. 1 ist ein Grundriß und

Fig. 2 ein Verticaldurchschnitt eines gewöhnlichen stehenden Ofens mit Anwendung des Apparates.

Fig. 3 stellt den Grundriß, und

Fig. 4 den senkrechten Durchschnitt einer Einrichtung dar, den Apparat mit der Heizkammer eines Locomotiv-Dampfkessels in Verbindung zu sezen, von der nur der untere Theil sichtbar ist.

Fig. 5 ist die Endansicht, und

Fig. 6 der Längendurchschnitt eines Dampfboot- oder stationären Kessels mit beigefügtem Apparate. Es liegt indessen nicht in meiner Absicht, durch gegenwärtige Darstellung hinsichtlich des Verfahrens, den Apparat zu befestigen, oder des Ortes, wo dieses geschehen dürfte, Gränzen anzugeben, indem sich diese Bestimmungen nach den localen Umständen, unter denen ein einzelner Dampfkessel mit der Vorrichtung versehen werden soll, richten. A ist ein gewöhnlicher senkrechter Ofen oder ein Dampfkessel; B die Heizkammer; a der Rost; c der Aschenfall, welcher in allen Fällen luftdicht verschlossen und mit Thüren b versehen seyn muß. Die Feuerthüren b besizen außen einen flachen Theil, welcher ganz dicht an einen die Oeffnung rings umgebenden Vorsprung schließt; der innere in die Oeffnung tretende Theil der Thüre ist kleiner als die Oeffnung, so daß rings um die leztere zu dem unten zu erläuternden Zweke eine schmale Rinne übrig bleibt. d, d sind die durch den Kessel gehenden Feuerröhren. D ist der Verbindungsweg, welcher von den Feuerröhren nach der äußeren Gebläsekammer E führt; diese Kammer umschließt das eigentliche Ventilatorgehäuse e. f sind die Lager für die Ventilatorachse g; an den Armen h des Ventilators sizen entweder, wie Fig. 2 zeigt, gewöhnliche gerade Windflügel, welche die Luft mit den Gasarten durch gerade und parallele Canäle treiben, oder Windflügel, die in tangentialer Richtung zu der mittleren Luftöffnung eingesezt sind, oder auch |347| krumme Flügel. Die beiden lezteren Arten sind in Fig. 4 und Fig. 10 dargestellt.

Uebrigens läßt sich jeder andere, dem vorgeschriebenen Zweke entsprechende Ventilator, jedes Cylindergebläse, überhaupt jedes andere Gebläse anwenden, wiewohl man im Allgemeinen gefunden hat, daß die oben angeführte Gebläsegattung den Vorzug verdiene. Auf jeden Fall sind die rotirenden Windflügel von Metallscheiben i, i eingeschlossen, um jede Entweichung nach der Seite zu verhüten, und dadurch den erhizten Luftstrom und die zurükkehrenden Gasarten um so wirksamer fortzutreiben und zu comprimiren; leztere werden durch die Röhrenhälse k verhindert, aus der Kammer E zu entweichen. Die Röhrenhälse k erstreken sich von den inneren Rändern der Scheiben i in die freie Atmosphäre, und ihre Enden laufen luftdicht in abgedrehten Ringen, welche in die Oeffnungen der Kammer E eingesezt sind; von der einen Seite sind sie Fig. 1 und 2, und von beiden Seiten Fig. 3 sichtbar. Die in Folge des Verbrennungsprocesses erzeugte Wärme und Gasarten werden durch eine im Ventilatorgehäuse e befindliche Oeffnung, oder auf eine sonst geeignete Weise in das Gebläse geleitet. Dieß zu bewerkstelligen sind in den Abbildungen zweierlei Methoden angegeben. Die erste ist Fig. 7 abgesondert dargestellt, sie läßt sich an jedem gewöhnlichen Ventilator anbringen; in der Seite des Ventilatorgehäuses bemerkt man einen kreisförmigen Schliz l; dieser muß wo möglich an derjenigen Stelle angebracht seyn, wo der Druk im Innern des Ventilators dem Druke der erwärmten Luft und der Gase in der äußeren Kammer E gleich ist, und die Quantität des zugelassenen Gases muß durch ein über die Oeffnung l passendes Schiebventil, das mit Hülfe einer durch die äußere Kammer E gehenden Handhabe bewegt wird, regulirt werden.

Die zweite Methode ist aus Fig. 3 abzunehmen. Hier ist auf der einen Seite ein kurzer feststehender konisch gestalteter Hals k′ sichtbar, dessen schmälstes Ende innerhalb des rotirenden Halses k sich befindet, so daß zwischen dem Hals k und dem inneren Rande der Scheibe i ein Zwischenraum bleibt, welcher den Eintritt der Gase in das Gebläse an derjenigen Stelle gestattet, wo sie durch den inneren Druk in der Kammer E hineingepreßt werden. Nach Fig. 2 öffnet sich der Weg n von dem Gebläse direct in den geschlossenen Aschenfall; nach Fig. 3 und 4 hat er die Gestalt eines flachen horizontalen Canals n′, welcher sich nach dem vorderen Ende des Aschenfalls erstrekt und sich zu beiden Seiten des Canals n′ in eine Oeffnung n2 endigt. In den Figuren 5 und 6 ist der Weg von dem Gebläse nach dem Aschenfall als ein abwärtssteigender Canal dargestellt. In Fig. 4 trägt die Rippe o rings um den Aschenfall, zwischen den Roststangen |348| und der Stelle, wo der heiße Windstrom und das Gas eintritt, eine mit vielen Löchern durchbohrte Platte P. Diese Platte fängt den Windstrom auf und vertheilt ihn gleichförmig von Unten herauf durch das Feuer. In dem Boden der äußeren Kammer E befindet sich ein Fig. 8 abgesondert dargestelltes Behältniß v. Die obere und untere Seite des lezteren besteht aus Drahtgeflechten und der Raum zwischen den lezteren ist mit Gries, Grobsand, Bimsstein oder anderen Substanzen ausgefüllt, die dem durch die Thätigkeit des Gebläses erzeugten Druke einen partiellen Widerstand darbieten. Die durch den Verbrennungsproceß sich entwikelnden unbrennbaren Gase sind specifisch schwerer, als die brennbaren, und trennen sich daher von den übrigen. Im ersten Augenblike lagern sie sich über die Sandschichte, dann aber tritt die durch das Gebläse erzeugte Compression in Wirksamkeit und treibt sie durch den Sand in den darunter befindlichen Raum, von wo aus die Gase auf irgend eine zwekdienliche Weise etwa durch die Röhre u, Fig. 2, 5 und 6 weggeschafft werden können. In den Figuren 5 und 6 befindet sich die Sandschichte unterhalb der Kammer E, und der Druk und die Filtration geht durch den Sand aufwärts in die Austrittsröhre u, wie Fig. 11 zeigt. Man kann die Sandschichte übrigens auch unterhalb des Ventilatorgehäuses e anbringen, und die Gase unter dieselbe leiten, so daß die leichteren Gase in das innere Gehäuse e aufwärts filtriren, die schwereren unverbrennlichen Gase aber durch ein zweites Filtrum vFig. 12, davongehen. In Fig. 5 bestehen die Feuerthüren c aus zwei Theilen, wovon der äußere dicht an einen hervorstehenden Rand anschließt, und der innere die Oeffnung nicht ganz ausfüllt, sondern rings um den äußeren Theil einen Canal frei läßt. In diesen treten von dem niedersteigenden Rauchfang n aus mehrere dünne Röhren z′; eine von den leztern führt abwärts in den Aschenfall. Diese Construction erlaubt einem Theile der erhizten Luft und der Gasarten in Folge der Compression ihren Weg durch die Thüren ins Feuer zu nehmen; die Folge hievon ist, daß der innere Theil der Thüren durch Entziehung der Wärme kühl bleibt. Fig. 14 zeigt diese Einrichtung.

Der Hauptzwek gegenwärtiger Verbesserungen geht darauf hinaus, die Hize in den Rauchfängen zurükzuhalten, und dadurch eine gleichförmigere Vertheilung der Wärme und einen vollkommneren Verbrennungsproceß zu erzielen, ferner die Wärme und die Gasarten in Verbindung mit frischer Luft durch den verschlossenen Aschenfall ins Feuer zurükzuleiten, anstatt dieselben auf die sonst übliche Weise durch den Schornstein entweichen zu lassen. Oberhalb der durchlöcherten Platte p, Fig. 4, befindet sich ein Apparat zum Rechen der Roststangen, bestehend aus zwei querüber laufenden Wellen q, deren jede zwei kleine |349| Kurbeln r besizt; leztere tragen einen kleinen Rahmen s, welcher mit verticalen, zwischen die Roststangen hinaufragenden Zähnen versehen ist. Diese Zähne lokern in Folge einer durch geeignete mechanische Mittel ihnen ertheilten hin- und hergehenden Bewegung das Brennmaterial auf.

In Fällen, wo ein Brennmaterial-Zuführungsapparat erfordert wird, bringt man da, wo sonst die Feuerthüren sich befinden, eine Schieberbüchse Fig. 13 an; a1 ist die nach Innen offene Schieberbüchse, welche einen Dekel a2 besizt, der sich vermittelst Scharnieren gegen den Kessel hin aufwärts öffnet. In dieser Büchse befindet sich ein dicht schließender Trog a3, und ein Handgriff geht durch das äußere Ende derselben. Man öffnet den Dekel, schiebt den Trog hinein, und dreht ihn um, so daß er das Brennmaterial in das Feuer entleert. Bedient man sich keines Zuführapparates, so wird es nöthig seyn das Gebläse, während das Brennmaterial aufgegeben wird, einzustellen. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Methode, wie dieß auf eine sichere Weise zu bewerkstelligen ist. In dem Canale von dem Ventilator nach dem Aschenfalle befindet sich ein Ventil w. An dem äußeren Ende der Achse, woran dieses Ventil sizt, ist eine kleine Kurbel w1 angebracht und mit einer senkrechten Stange w2 verbunden. In der Verbindungsröhre D befindet sich ein zweites Ventils w8, welches durch eine Kurbel w9 mit der Stange w2 in Verbindung gebracht ist. Eine herabhängende Zwischenstange w3 verbindet die Stange w2 mit dem Balancier w4. Von dem anderen Ende des lezteren erstrekt sich eine Stange w5 abwärts, welche mittelst einer Schulter den Federhaken w6 ergreift; dieser wird durch die Klinke w7 der Feuerthüre in Thätigkeit gesezt. Wenn die Thüre geöffnet wird, so löst sich der Haken w6 aus, die Stange w2 sinkt durch ihr eigenes Gewicht herab, verschließt das untere Ventil w und läßt zugleich das Ventil w8 sinken. Dieses verschließt die Röhre D und öffnet die darüber befindliche Austrittsröhre; Rauch und Gas entweichen sofort und die Operation des Gebläses ist unterbrochen. Wenn das Feuer besorgt und die Thüre wieder verschlossen ist, so zieht der Heizer die Stange w5 herab und hakt sie in die Klinke w7 ein. Dadurch öffnet sich das untere Ventil w, das obere Ventil w8 geht in die Höhe, wodurch die Röhre D′ frei wird, die Austrittsröhre aber sich schließt. Rauch und Gas bleiben demnach im Apparate und die Thätigkeit des Gebläses kann wieder beginnen.

Fig. 15 ist der Grundriß, und

Fig. 16 der Längendurchschnitt einer Constructionsmethode des Ventilators zum Gebrauch für offene Oefen, wobei die äußere Kammer E wegbleibt. Die übrigen Verhältnisse sind dieselben, wie bei |350| der oben beschriebenen Gebläsegattung, nur mit dem Unterschiede, daß die Stelle 1 zwischen den Hälsen k und dem an den Seiten befindlichen Ringe bei Anwendung heißer Luft einen Metallkranz, bei Anwendung kalter Luft einen Lederrand besizt; in beiden Fällen wird ein luftdichter Schluß bewerkstelligt. Diese auf jede Gattung offener Oefen anwendbare Methode liefert einen ununterbrochenen gleichförmigen Wind von beträchtlicher Spannung, welche sich übrigens durch Veränderung der Umlaufsgeschwindigkeit des Ventilators modificiren läßt, und den Dimensionen des Gebläses proportional ist. In dem herabsteigenden Canale n, Fig. 5 und 6, befindet sich ein Dämpfer b1, und in der Verbindungsröhre D ein zweiter Dämpfer b2 — Der Dämpfer b4 dient zum Verschließen des gewöhnlichen Schornsteins, wenn der Apparat an einem bereits dazu eingerichteten Kessel angebracht werden soll. Es liegt nicht in meiner Absicht, der besonderen Form oder Anordnung irgend eines der beschriebenen Theile bestimmte Schranken zu sezen; sie lassen sich vielmehr, je nachdem es die Umstände verlangen, abändern, ohne von dem Principe abzuweichen.

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