Titel: Newton's Verbesserungen in der Leuchtgasbereitung und in der Verwandlung der Steinkohlen in Kohks.
Autor: Newton, Alfred Vincent
Fundstelle: 1852, Band 126, Nr. XIX. (S. 96–101)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj126/ar126019

XIX. Verbesserungen in der Verwandlung der Steinkohlen in Kohks mit Gewinnung des Leuchtgases als Nebenproduct, welche sich Alfred Vincent Newton in London, am 27. Mai 1851 als Mittheilung patentiren ließ.

Aus dem London Journal of arts, Juli 1852, S. 17.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Dieses Patent, welches gewisse Verbesserungen der den HHrn. Pauwels und Dubochet am 23. April 1850 patentirten Apparate und Verfahrungsarten13) umfaßt, betrifft erstens die Gewinnung von Leuchtgas aus Steinkohlen, so daß dabei eine für Schmelzprocesse und für die Dampferzeugung in Locomotiven geeignete Qualität Kohks erzeugt wird, die Bildung bituminöser Oele und somit Verlust an Leuchtgas aber verhütet wird; zweitens das Verfahren um die Strömung des Gases in den unterirdischen Leitungsröhren zu reguliren, oder das Gas dem Consumenten unter einem gleichmäßigeren Druck zuzuführen.

Fig. 3 stellt den Apparat, worauf sich der erste Theil der Erfindung bezieht, im Verticaldurchschnitt, Fig. 4 im Durchschnitt nach der Linie 1, 2 in Fig. 3 dar. Derselbe kann entweder mit oder ohne Gasextractor in Betrieb Gesetzt werden, je nachdem das Gas für Beleuchtungszwecke gesammelt, oder beim Proceß der Kohksbereitung als Brennstoff benützt werden soll. Das Eigenthümliche dieses Apparates besteht darin, daß er die Kohle in großen Massen zu behandeln und ohne Berührung mit der Luft in Kohks zu verwandeln, ferner daß er einen ununterbrochenen Betrieb gestattet, indem die Kohks jedesmal aus dem Ofen genommen werden, während derselbe gleichzeitig mit einer neuen Kohlenladung beschickt wird; daß er ein kohlenstoffhaltigeres Gas als |97| gewöhnlich liefert, daß der Apparat wegen der gleichzeitigen Beschickung und Entleerung auf einer höheren Temperatur erhalten, ferner daß ein Theil des Gases als Brennmaterial zum Behuf der Destillation der Kohle verwendet werden kann; endlich, daß er eine möglichst vollständige Nutzbarmachung des Wärmestoffs gestattet.

Zur Erzielung dieser Resultate sind vor allem zwei Kammern nöthig, welche so an einander stoßen, daß die erste Kammer ihren Inhalt leicht und in einer Masse beinahe augenblicklich in die zweite entleeren kann; ferner daß die Wärme mit Hülfe einer eigenthümlichen Anordnung von Canälen in geeignete Circulation Gesetzt wird. Dieser Apparat ist mit einer oder mehreren Feuerstellen versehen, und mit Hülfe zweckmäßig angeordneter Register können die Verbrennungsproducte einer oder mehrerer Feuerstellen, ehe sie in den Schornstein gelangen, der Reihe nach, oder gleichzeitig in irgend eine Anzahl Apparate geleitet werden. Nähe bei den Feuerstellen befindet sich die Kammer, worin die Destillation der Kohle vor sich geht, die daher „Destillirkammer“ genannt wird. Diese Kammer hat oben eine Oeffnung zur Aufnahme der Füllung, und ist mit Canälen umgeben, durch welche die Wärme circulirt. Sie ist in ihrer Längenrichtung gekrümmt, und zwar in einem Grade, wie es die Beschickung der Kohlen und ihre Entleerung als Kohks verlangt. Die Krümmung muß an allen Stellen den gleichen Querschnitt haben, damit die Kohksmasse frei entleert werden kann; oben sollte sie steiler seyn als unten. An dem unteren Ende der Destillirkammer befindet sich die sogenannte „Kühlkammer“ welche den Zweck hat, die Kohks von den ersteren in Empfang zu nehmen und abzukühlen. Beide Kammern stehen durch Thüren mit einander in Verbindung, welche mit Hülfe eines Krahns oder einer sonstigen geeigneten mechanischen Vorrichtung geöffnet oder geschlossen werden. Die Kühlkammer wird mittelst außen angebrachter Canäle mit Luft versehen und besitzt an ihrem unteren Ende eine Thür, durch welche die Kohks herausgezogen werden.

a, Fig. 3, ist die Feuerstelle; b der Aschenfall; c die Destillirkammer; d der Deckel, welcher die obere Oeffnung derselben verschließt; e die Thür zum Verschließen der unteren Oeffnung der Destillirkammer; f die Kühlkammer; g der Deckel für die obere Oeffnung dieser Kammer; g¹ ein an der geneigten Ebene angebrachtes mit einer Klappe g² versehenes Gestell; h der Deckel für die untere Oeffnung der Kühlkammer; i die Decke des Ofens; i¹ die Kuppel zur Vertheilung der Wärme; i² Circulationscanäle für die Wärme; i³ Canäle, durch welche |98| die Wärme und die nicht brennbaren Gase entweichen; j ein horizontaler Canal; k, k Canäle zur Ventilation der Kühlkammer; l der Schornstein zur Extraction des Gases, verbunden mit den Röhren l¹; n die mit einem hydraulischen Ventil versehene Hauptröhre (diese Anordnung ist in Fig. 5 in einem vergrößerten Durchschnitte dargestellt); o ein mit Deckel o¹ versehener Schornstein, welcher das Gas nach der Feuerstelle oder direct nach dem Schornstein j leitet; p eine Röhre zur Verbindung der Schornsteine l und o: q eine Eisenbahn, auf welcher ein Kippwagen q¹ läuft; q² eine tiefer gelegene Eisenbahn, welche einen beweglichen Krahn q³ aufnimmt, der mit einem Gegengewicht q⁴ und Ketten q⁵ zum Oeffnen und Schließen der Deckel e, g versehen ist. Die Destillirkammer c wird von der Feuerstelle a aus geheizt und mittelst des Kippwagens q mit Kohlen beschickt. Ehe das letztere geschieht, muß die untere Oeffnung durch den Deckel e geschlossen werden. Die gasförmigen Producte gelangen durch den Schornstein l und die Röhren l¹ nach der Hauptröhre n.

Wenn die in der Destillirkammer enthaltene Kohle sich in Kohks verwandelt hat, so wird die ganze brennende Masse in die Kühlkammer f geschafft. Zu diesem Zweck zieht man mit Hülfe des beweglichen Krahns q³ den unteren Deckel e der Destillirkammer und den obern g der Kühlkammer gleichzeitig hinweg, worauf die Masse durch ihr eigenes Gewicht aus der einen Kammer in die andere herabsinkt. Die Deckel werden hierauf wieder eingefügt und sorgfältig mit Lehm verstrichen. Zur Erleichterung der letzteren Operation läßt man die geneigte Unterlage g² zwischen beiden Deckeln herab.

Die für Beleuchtungszwecke nicht dienlichen Gase können nach jeder Operation durch die Canäle i³ in den Ofen a geleitet werden. Sollen die Gase überhaupt nicht zur Beleuchtung verwendet werden, so benützt man sie als Brennmaterial für die Kohksbereitung. Die für die Verbrennung des Gases nöthige Luft wird durch geeignete Canäle zugeführt; die Feuerstelle a ist in diesem Falle kleiner und wird nur mit Kohlenklein beschickt.

Beim Füllen und Entleeren der Destillirkammer ist es nothwendig, daß dieselbe von dem Gasextractor abgesperrt werde, um jede Vermischung der Luft mit dem Gas zu vermeiden. Dieses geschieht mit Hülfe des Fig. 5 in großem Maaßstabe im Durchschnitte dargestellten Apparates. n ist die hydraulische Hauptröhre; r eine Gasröhre, welche durch die Röhre l¹ (Fig. 3) mit dem Schornstein l in Verbindung steht; s ein Cylinder, worin der Kolben m sich bewegt, dessen unteres in das |99| Wasser der Röhre n tauchendes Ende eine hydraulische Absperrung bildet; s¹ sind mit dem Kolben concentrische Röhren. Der Kolben ist mit der Stange s² verbunden, welche durch eine Stopfbüchse des Cylinderdeckels, sowie durch Führungen s³ läuft. Die Kolbenstange ist mit Aufhaltstücken s⁴ versehen, durch welche die Länge des Hubs begränzt wird. Um dem Gasstrom Einhalt zu thun, braucht man nur den Kolben in die Flüssigkeit hinabzutauchen.

Dieser Apparat kann auch an einem Extractor als hydraulisches Ventil angebracht werden.

Fig. 6 stellt eine zweite Anordnung des Apparates im Verticaldurchschnitte dar. Die Hauptpunkte, worin sich diese Einrichtung von der so eben beschriebenen unterscheidet, sind: 1) daß die Kühlkammer wegfällt; 2) daß Form, Anordnung und Beschaffenheit der Materialien, woraus der Destillirapparat besteht, eine verschiedene ist; 3) daß das Gas ohne Extractor gewonnen wird. Auch bei dieser Anordnung ist die Destillirkammer gekrümmt, und die gasartigen Producte der Destillation ziehen durch die Röhre i ab. a ist die Feuerstelle; b der Aschenfall; c eine gekrümmte gußeiserne oder thönerne Retorte; d der Deckel der Füllöffnung; e der Deckel der Oeffnung, durch welche die Kohks entleert werden; f sind Canäle für die Circulation der Wärme; h ist ein horizontaler Canal; i eine Gasröhre; j die Kolbenstange; k der Kolben; l die hydraulische Röhre; m die Eisenbahn; n der Kippwagen.

Der zweite Theil der Erfindung bezieht sich auf ein Mittel den Gasstrom zu reguliren, und kann entweder an den unterirdischen Röhren, oder an den Häusern der Konsumenten angebracht werden. Der an den unterirdischen Leitungsröhren anzubringende Regulator ist eine Verbesserung des Pauwels'schen Moderators.14) Er besteht 1) in einem Ventil, welches den Querschnitt der Oeffnung für den Gasstrom regulirt; 2) in einem Schwimmer, welcher den Mechanismus in Bewegung setzt, und selbst durch den Gasstrom in Thätigkeit Gesetzt wird; 3) in einem Gegengewicht, um das Minimum des Drucks zu reguliren, unter dessen Einfluß die Gasströmung erfolgt; 4) aus einem zweiten Gewicht, zur Bestimmung und Regulirung des Gasdrucks; 5) in einem das Ganze umschließenden Gehäuse. Fig. 7 stellt den Regulator im Verticaldurchschnitt dar. a ist die Eintrittsröhre für das Gas; b die |100| Austrittsröhre; c der Deckel; d das Ventilgehäuse; d¹, d¹ Führungen; e der Schwimmer, welcher mittelst einer biegsamen Stange g von dem Balancier f herabhängt; h das Regulirungsventil, dessen Stange i durch die Stange i¹ mit dem Balancier f verbunden ist; j die in die Atmosphäre führende Röhre; k ein Wasserbehälter; l das Lager des Balanciers; m die Gaskammer: n das Minimum-Gegengewicht; o die Stange woran das letztere hängt.

Dieser Apparat liefert das Gas unter einem bestimmten Druck, der jedoch bei dem Durchgang des Gases durch die Leitungsröhren im Verhältniß ihrer Dimension und der Geschwindigkeit des Gasstromes modificirt wird; letztere aber wechselt nothwendig nach dem Grade der Consumtion. Der Apparat sollte daher, um seinen Zweck vollständig zu erfüllen, das Gas unter einem der Consumtion proportionalen Druck und in einem der Geschwindigkeit des Gases entsprechenden Verhältniß liefern. Dieses Resultat wird mit Hülfe des progressiven Gewichtes n¹ erreicht, welches durch Veränderung seiner Lage an der Stange l¹ den Gasdruck beliebig zu verändern gestattet. Diese Anordnung erhöht die Wirkung des Minimum-Gegengewichtes n im Verhältniß zu der Neigung des Balanciers, dessen Spiel die Lage des Schwerpunktes des Gegengewichtes n¹ verändert.

Eine mehr für den Gebrauch der Consumenten geeignete Form von Regulator ist in Fig. 8 im verticalen und in Fig. 9 im horizontalen Durchschnitte dargestellt. a ist die Einströmungsröhre für das Gas; b die Ausströmungsröhre; c der Deckel; d eine horizontale Scheidewand, mit einer Oeffnung in welcher das Ventil h spielt; e ein an den unteren Theil des Ventils befestigter glockenförmiger Schwimmer; f der Balancier, mit einem Segment, von welchem das Ventil h an einer stählernen Aufhängestange f¹ herabhängt; das andere Ende des Balancier trägt ein Gegengewicht f². Die Achse des Balancier enthält außerdem eine verticale oder geneigte Stange g mit einem Gegengewicht g¹. Der untere Theil k des Apparates dient als Recipient für die condensirten Producte, und zur Aufnahme des in k¹ etwa überflüssigen Wassers durch die Heberröhre j¹. Unten an dem Recipienten k befindet sich eine Schraube p zum Ablassen des Wassers. Die Oeffnung r ist mit einer Sicherheitsröhre versehen, welche mit der äußeren Seite des Hauses communicirt. Ihr Zweck ist, die Einbringung oder Austreibung der Luft in oder aus dem Schwimmer, je nach der auf- oder abwärtsgerichteten Bewegung des letzteren, zu gestatten; ferner wenn Gas durch eine Ritze in die Röhre j dringen sollte, dasselbe gefahrlos |101| abzuleiten. Der Behälter k¹ wird mit Hülse der Röhre t bis zu der oberen Mündung der Röhre j¹ mit Wasser gefüllt.

Das Gewicht f² dient dazu, den verschiedenen an den Balancier f befestigten Theilen das Gleichgewicht zu halten und das Minimum des Drucks zu bestimmen, unter dessen Einfluß das Gas in der Kammer k¹ comprimirt wird. Das Gegengewicht g¹ hat den Zweck, je nach der Stellung des Balancier, die Wirkung des Gewichtes f² zu erhöhen oder zu vermindern, und den progressiven Druck zu modificiren, unter dessen Einfluß das Gas strömen soll.

Zu dem Ende lassen sich die Gewichte an der Stange g adjustiren. Das Stück s hat den Zweck, die Bewegung des Balancier f zu begränzen. i ist eine kleine Achse, welche durch die Stopfbüchse i³ aus dem Apparat tritt und durch die Kurbel i⁴ in Bewegung Gesetzt wird. In der Mitte dieser Achse befindet sich eine Gabel i¹, welche mit der an den Balancier befestigten Spindel i² in Berührung gebracht werden kann. Diese Anordnung hat den Zweck, durch die Rotation der Achse die Gabel i¹ unter die Spindel i² zu bringen, so daß sie dieses Ende des Balancier und mit ihm das Ventil in die Höhe hebt, und dem Gas den Durchgang gestattet. Das Gas strömt durch die Röhre a in die obere Kammer m, von da durch die Ventilöffnung in die Kammer k¹, aus welcher es durch die Röhre h entweicht. Die Oeffnung des Ventils hängt von der Bewegung des Balancier und dem Einfluß des Gegengewichtes ab, welches den Schwimmer e heben soll; folglich ist das in der Kammer k¹ enthaltene Gas einem gegebenen Druck unterworfen, unter welchem es entströmt. Sollte dieser Druck sich zu vermindern anfangen, so öffnet der Schwimmer, indem er steigt, das Ventil, und läßt eine größere Gasmenge ausströmen. Ist dagegen die Gasconsumtion geringer als die Zuströmung durch das Ventil h, so bringt der über dem Schwimmer zunehmende Druck das Ventil zum Sinken, und vermindert dadurch den Querschnitt der Gasöffnung. Je weiter das Ventil geöffnet ist, desto größer ist der Gasdruck über dem Schwimmer, indem der Balancier in Folge seiner Bewegung die relative Kraft des Gegengewichtes dadurch erhöht, daß er die Lage des Schwerpunktes des letzteren verändert, eine Anordnung, welche die Anwendung eines stufenweise zu- oder abnehmenden Druckes auf den Gasstrom gestattet.

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Mitgetheilt im polytechn. Journal Bd. CXXV S. 94.

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Polytechn. Journal Bd. CXXIV S. 334.

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