Titel: Zur Pyrotechnik; von August Commichau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1857, Band 144/Miszelle 1 (S. 232–236)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj144/mi144mi03_1

Zur Pyrotechnik; von August Commichau.

Wenn ich mich vor Kurzem einfach darauf beschränkte, im Allgemeinen Deutschen Telegraphen und in der Deutschen Gewerbezeitung meine Dienste für das Feuerungswesen anzubieten, so glaube ich doch um so eher Veranlassung nehmen zu sollen, meinen Standpunkt in der Sache etwas näher anzudeuten, als man im Allgemeinen – belehrt durch den mehr oder weniger geringen und bedingten Erfolg der seitherigen Bestrebungen – schon gewohnt worden ist, die immer wieder aufs Neue auftauchenden Erfindungen mit einem gewissen Mißtrauen und großer Zurückhaltung anzunehmen.

Es ist denn in der That auch schon so Mancherlei, selbst Heterogenes über den vorliegenden Gegenstand geschrieben; es ist schon so Vieles angekündigt und angepriesen worden, was sich in der nüchternen Praxis doch nicht bewährte, daß der Vorsicht des Publicums die Berechtigung nicht abgesprochen werden kann.

Je höher daher der Ernst um die Sache, und je tiefer und praktischer das Eingehen in dieselbe, je mehr muß die Forderung und Pflicht gefühlt werden, erst dann mit „Fortschritten“ an die Oeffentlichkeit zu treten, wenn dieselben sich in vielen, möglichst abweichenden Fällen, und – was eine Hauptsache – nach längerem Zeitraume praktisch als solche bewährt haben, da es eine unläugbare Eigenthümlichkeit der Feuerungsanlagen überhaupt ist, daß sich erst nach längerem Betriebe ein maaßgebendes Urtheil über dieselben feststellt, welches dem anfänglichen nicht selten diametral entgegensteht.

Von diesem Gesichtspunkte aus wird es denn auch nur gebilligt werden können, wenn ich, obgleich meine Bemühungen im Feuerungswesen schon seit Jahren datiren, doch Anstand nahm, mich darüber eher vor einem größeren Leserkreise auszusprechen, als bis ich über die Sache mit mir selbst zum Abschlusse gekommen, und mir über deren Wesen klar geworden war. Selbstverständlich habe ich Alles, was in älterer und neuerer Zeit darüber erschienen ist, zum Gegenstande meines Studiums gemacht und mit meinen Erfahrungen verglichen.

Den Fortschritt der Pyrotechnik hat man seither vorzugsweise in der nachträglichen Verbrennung des durch das Rostfeuer gebildeten Rauches gesucht, und es sind fast alle Bestrebungen auf diesen Punkt gerichtet und beschränkt geblieben. Wenn diese Bemühungen nun an und für sich wohl einseitig zu nennen sind, da die Pyrotechnik einen weiteren Horizont hat, so kann dieß in Beziehung auf die speciellen Anforderungen der Praxis in sehr erhöhtem Maaße gesagt werden, als sich die Rauchfrage fast einzig und allein um Dampfkessel gedreht und Constructionen hervorgerufen hat, die weder einfach noch anwendbar in allen Fällen der Rostfeuerung genannt werden können.

Auch ich bin von der Idee einer nachträglichen Rauchverbrennung ausgegangen, und habe wie die Mehrzahl der Pyrotechniker, die Wirkung mit der Ursache verwechselnd, |233| den status nascens des Rauches vorzugsweise in einem Mangel an Luft gesucht, wenn gleich ich auch schon einsah, daß dabei die Temperatur des Herdraumes nicht außer Acht gelassen werden dürfe. Ich habe daraufhin mit den verschiedenartigsten, theils sehr, theils wenig complicirten Apparaten und Vorrichtungen behufs Zuführung erhitzter Luft in den Ofenraum über dem Roste, meinen ersten dornenvollen Cursus durchgemacht.

Je sanguiner meine Hoffnungen von den Leistungen der von mir erfundenen Apparate waren, je gespannter meine Aufmerksamkeit auf die erwarteten Erfolge, und je größer das, auf vielfältige Veränderung des Luftzuführungsweges verwandte Studium und Nachdenken war, je weniger konnte ich doch die sich mir nachgerade unzweideutig aufdrängende Ueberzeugung abweisen, daß auf diesem Wege die Aufgabe wenigstens nicht nutzbringend zu lösen sey, und daß die von mir und Andern anfänglich bemerkten Vortheile lediglich auf Selbsttäuschung beruhten. Diese Täuschung wird allerdings durch den Umstand sehr begünstigt, daß bei schwachem, nicht hinreichendem Zuge die Thätigkeit des Rostes und die Intensität des eigentlichen Rostfeuers so gering ist, daß in diesem Falle eine Luftzuführung oberhalb des Rostes, also zu den aus unvollständiger Verbrennung resultirenden Destillationsproducten als ein Palliativmittel erscheint, welches die Rauchverbrennung und Flammenbildung wohl, aber nur auf Kosten des Nutzeffects ermöglichen kann, da dadurch die Menge der den Herdraum ungenutzt durchstreichenden Luft maaßlos vergrößert wird. Der Ofenraum wird durch die separate Luftzuführung mehr abgekühlt, und verliert mehr an intensiver, den Effect bedingender concentrirter Wärme, als ihm durch Verbrennung des Rauches wieder zugeführt wird. Es wird augenscheinlich die so wirksame und kostbare strahlende Wärme in demselben Verhältnisse in geleitete umgesetzt, als das Luftquantum das chemische Bedürfniß übersteigt. Da der pyrometrische Wärmeeffect lediglich von den Temperaturdifferenzen abhängt, so wird die Wirkung des Feuers in allen Fällen vermindert werden, doch wird dieser Nachtheil in den Fällen am Fühlbarsten seyn, je mehr eine begränzte kleine Heizfläche erfordert, daß ein gegebenes Wärmequantum möglichst intensiv und concentrirt darauf wirke.

Ich habe dieß bei den verschiedenartigsten Anordnungen der Luftzuführung stets und immer in der unbestechlichen Praxis wahr und überdieß von anderen Seiten bestätigt gefunden. Auch in England sind schon seit Watt die mannichfaltigsten Rauchverbrennungsapparate versucht, und, wenigstens hinsichtlich der separaten Luftzuführung, keineswegs ökonomisch vortheilhaft befunden worden. Man hat nach Bourne nicht allein Nachtheile in Bezug auf den Effect des Feuers, sondern auch auf die Dauer der Kessel gefunden, und würde daher in der großen Allgemeinheit unbezweifelt wohl noch viel mehr zu den ersten primitiven Einrichtungen zurückgekehrt seyn, wenn sich nicht mittlerweile Parlament und Polizei der Treibhauspflanze angenommen hätten.

Vorausgesetzt auch, daß diese Luftzuführung oberhalb des Rostes nöthig sey, so würde doch der inspirirteste Chemiker, geschweige denn ein Empiriker in optima forma – d.h. ein Heizer, dem von dem Wesen der Sache wohl kaum eine Ahnung vindicirt werden kann – außer Stande seyn, bei einem Verbrennungsproceß, wie er im praktischen Leben statt hat, den jedesmaligen Bedarf an atmosphärischem Sauerstoff zu bestimmen. Wenn nun diese Aufgabe vollständig über das Vermögen des denkenden nicht allein, sondern auch des speciell einsichtsvollsten Menschen hinausgeht, so wird die absolute Unmöglichkeit, den haarscharfen Anforderungen der Chemie in Fällen, wo es auf jeden Augenblick sich ändernde, oft so höchst beträchtlich schwankende Mischungsverhältnisse ankommt, auf rein mechanischem Wege gerecht werden zu wollen, nicht bestritten werden können Man würde in der That keine Hoffnung haben, die brennende Frage zu bewältigen, wenn ihre Lösung auf diesem Wege erfolgen müßte.

Die hinsichtlich der Luftzuführung oberhalb des Rostes bemerkten Ergebnisse der praktischen Erfahrung finden auch vom Standpunkte der experimentalen Wissenschaft aus ihre volle Bestätigung, und an diese Quelle zurückkehrend muß man sich wohl nachträglich überzeugen, daß nur eine Unmöglichkeit angestrebt wurde, wenn man dadurch der Wahrheit näher kommen wollte, indem man auf einem Abwege nur noch weiter ging

Der vollständige Verbrennungsproceß ist bekanntlich von zwei Fundamentalbedingungen abhängig.

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1) Von hinreichender, doch aber mathematisch genau begränzter Luft.

2) Von hoher, oder vielmehr höchstmöglicher Temperatur.

Alle Analysen der durch die Esse entweichenden Producte und Educte der Verbrennung haben aber dargethan, daß um so mehr unbenutzte – dann also bloß abkühlende, den Effect herabstimmende – Luft durch die Brennmaterialschicht und den Herd geht, je unvollkommener und langsamer die Verbrennung war. Es wurde selbst bei besserer Verbrennung und lebhafterem Luftzuge die Hälfte der durch die Rostspalten eingeströmten Luft unzersetzt, bei langsamerem Feuern und schwachem Zuge, vollends da, wo Luft über der Brennstoffschicht eintrat, aber ein noch weit ungünstigeres Verhältniß gefunden. Mit der Heftigkeit der Luftströmung in die Brennstoffe, d.h. zum glühenden Kohlenstoff vermehrt sich die Affinität des Sauerstoffs zu den Brennstoffen überhaupt, und es vermindert sich das Quantum der ungenutzten Luft in demselben Maaße, als sich der pyrometrische Effect, d.h. die Temperaturdifferenz der Wärmequelle zu den zu erhitzenden Gegenständen steigert, und die Verbrennung überhaupt normaler wird.

Dieß ist der Kern der Sache.

Als meine Autoritäten führe ich neben meiner praktischen Erfahrung an – Schubarth's technische Chemie, Clément, Péclet, Karmarsch und Heeren's technisches Wörterbuch. Bernoulli's Dampfmaschinenlehre und Vademecum des Mechanikers, Gottlieb's chemische Technologie.

Rauch ist stets eine Folge unvollkommener Verbrennung und entsteht in um so größerer Menge, je langsamer und unvollständiger die Zersetzung der Brennstoffe, und bei je niedrigerer Temperatur sie erfolgt. Wenn nun Rauch auch bei oder durch Mangel an Luft sich bilden kann, so ist die Entstehungsursache desselben in den vorliegenden Fällen, d.h. bei Rostfeuern aber ganz offenbar nicht in diesem Umstande zu suchen, da im Gegentheil eher das, Rostfeuer und Herd höchst schädlich afficirende Uebermaaß der Luft zu entfernen ist. Wenn also die bisherige Heilmethode, uneingedenk des bekannten Ausspruches Newton's, daß die Natur keinen Luxus mit den Ursachen treibe, davon ausging, den Rauch mit Hülfe der Luft erst herbeiführen, um ihn abermals mit Luft wieder zu beseitigen, so erscheint es ohne Frage einfacher, den ersten Proceß zu unterlassen, um des zweiten überhoben zu seyn. Es kommt augenscheinlich nicht sowohl darauf an, den gebildeten Rauch zu zerstören, als im Gegentheile eine solche Verbrennung zu erzielen, daß wenig oder kein Rauch entstehe, und hierin liegt denn auch einzig und allein der Vortheil einer rauchlosen Verbrennung.

Es ist allerdings eine Anomalie, daß bei einem schon bestehenden Ueberschusse an atmosphärischer Luft eine noch weitere Vermehrung desselben die Rauchverbrennung überhaupt ermöglichen kann. Die Dunkelheit dieses Punktes hat augenfällig die Schwierigkeiten der pyrotechnischen Bestrebungen so erhöht, daß ihre Unfruchtbarkeit darin nahezu ihre vollständige Erklärung finden dürfte.

Ich darf nach dem Gesagten wohl kaum noch hinzufügen, daß ich von allen, auf „nachträgliche Rauchverbrennung“ abzielenden Apparaten und Vorrichtungen gänzlich zurückgekommen bin, und die Lösung der Aufgabe an der Basis, nämlich am Roste, d.h. in der Geschwindigkeit der durch ihn ein- und die Brennstoffe durchströmenden Luft, und in dem dadurch erzielten normalen Verbrennungsprocesse des Rostfeuers selbst suche, indem ich von jeder anderweitigen Luftzuführung absehe.

Diese Einströmungsgeschwindigkeit der Luft zu erlangen, ist nun nichts weiter nöthig, als mit Rücksicht auf das zur Verwendung kommende Brennmaterial Ofen und Esse entsprechend zu construiren. Es kann dieß nach sehr einfachen Grundsätzen geschehen, und es bedarf dazu keineswegs einer abnormen, kostspieligen Construction, die nur in seltenern Fällen anwendbar wäre.

Die Luft muß um so schneller zum Brennstoffe strömen, je geringer dessen Affinität zum Sauerstoffe ist, also einestheils bei den Materialien von großem und dichtem Kohlenstoffgehalte, anderntheils bei allen schwer entzündlichen, also feuchten oder nassen Brennstoffen überhaupt. Dabei sind natürlich die Weite der Rostspalten, |235| Höhenschicht der Brennmaterials auf dem Roste, der Grad ihre Zerkleinerung fernere bedingende Factoren.

In allen Fällen ist es gut, ein Uebermaaß an Zug zu haben, da sich die Moderirung desselben nach Bedarf immer leicht durch einen Schieber entweder in der Esse, oder, was ich vorziehen würde, vor dem Aschenfalle erreichen läßt.

Die nöthige große Geschwindigkeit der Luft erlange ich nun nicht, indem ich mich den noch ziemlich allgemein herrschenden Ansichten über die Bedingungen eines lebhaften Zuges anschließe. Ich habe die vollgültigste Autorität, nämlich die Erfahrung für mich, wenn ich sage, daß die bisherige Schornsteintheorie von irrigen Prämissen ausgeht. Eine schnelle Bewegung der Verbrennungsproducte in und namentlich aus der Esse ist nämlich vollständig unnöthig zur Erlangung einer heftigen Luftströmung durch die Rostspalten. Ich erkaufe daher die Erreichung meines Zieles weder durch das unfruchtbare Opfer einer hohen Schornsteintemperatur, noch durch eine himmelstürmende Höhe der Esse selbst, befleißige mich vielmehr, der Anforderung der Praxis: „Oekonomie“ auch in dieser Hinsicht gerecht zu werden. Im Allgemeinen sind die Höhenverhältnisse der benachbarten Gebäulichkeiten Maaßstab für diejenigen meiner Schornsteine. Je unwesentlicher ich indessen die Höhe gefunden, je mehr Werth habe ich auf die übrigen Dimensionen der Esse zu legen.

Auch könnte geglaubt werden, daß ich dem Roste, insofern ich so große Dinge von ihm erwarte, eine besondere Gestalt und Lage gäbe, die für den praktischen Gebrauch unbequem, für den häuslichen Herd vielleicht sogar unmöglich seyn könnte, und ich füge daher noch ausdrücklich hinzu, daß ich mich so ziemlich in allen Fällen auf die gewöhnliche horizontale Lage eines Rostes beschränken, aber auch in den schwierigsten Fällen, nämlich bei fetter, sehr bituminöser Steinkohle nie über zwei getheilte Roste gehen würde. Ich weiß erfahrungsmäßig, was ein einzelner Rost zu leisten vermag, sobald er nur in Stand gesetzt seine ganze Schuldigkeit zu thun, und ich habe alsdann unter ungünstigen Umständen eine rauchlose Zersetzung der Brennstoffe bei höchster Wärmeentwickelung möglich gefunden.

Es würde damit aber nur erst der eine Theil der Aufgabe gelöst seyn, da die Pyrotechnik in zwei wesentlich verschiedene und getrennte, sich gegenseitig an Wichtigkeit nichts nachgebende Hauptpunkte zerfällt, deren erster die möglichst vollkommene Verbrennung der Brennstoffe und höchste Wärmeentwickelung ist, deren zweiter aber die möglichst vollständige Benutzung der erzeugten Wärme und das kleinste Opfer an die Esse in sich begreift. Man hat diesem wichtigen zweiten Punkte bisher jedenfalls nur sehr secundäre Aufmerksamkeit gewidmet, und ich habe darüber noch so wenig Anhaltspunkte vorgefunden, daß ich mich seither gänzlich auf meine eigenen Beobachtungen angewiesen sah. Das Feld ist um so umfänglicher, als jedes Brennmaterial sein gesondertes Studium erfordert, und daher nicht sofort in bestimmte Gränzen abzustecken ist.

Die beiden Bedingungen, welche die Pyrotechnik stellt, scheinen auf den ersten Blick schwer zu vereinigen, da eine große Einströmungsgeschwindigkeit der atmosphärischen Luft den Gedanken an ein eben so schnelles Entweichen der Rauchluft, resp. der Wärme nahe legt. Doch ist diese Schwierigkeit glücklicherweise nur scheinbar, und es läßt sich ihr in der Praxis sehr leicht begegnen.

Freilich bieten sich hier dem Pyrotechniker oft große, nicht immer zu bewältigende Schwierigkeiten dar, in so fern er nicht stets die Form und Größe der Heizfläche zu bestimmen, sondern sich oft Gegebenem anzupassen hat. Es ist dieß namentlich bei Dampfkesseln der Fall, deren Construction zuweilen den Anforderungen der Feuerungskunde so wenig entspricht, daß, abgesehen von guter Wärmebenutzung, selbst eine gute Ofenanlage an und für sich sehr erschwert wird. Insbesondere kann dieß von den Kesseln mit Rauchrohren gesagt werden, deren Dimensionen nicht selten mit der Rostgröße im abenteuerlichsten Verhältnisse stehen.

Die vollkommenste Ofenanlage ist nicht gleichbedeutend mit vollkommenstem Effect, der im Gegentheil durch Gestalt und Größe der Heizfläche bedingt wird. Die strahlende Wärme erfordert zur Aufnahme eine passende, die geleitete aber außerdem eine hinlänglich ausgedehnte Heizfläche, wenn das aufs Vollständigste verzehrte Brennmaterial seine volle Arbeitskraft abgeben soll. Ist diesen Forderungen der Pyrotechnik in gegebenen Fällen nicht Rechnung zu tragen, so darf nichts Unmögliches von ihr erwartet werden. Es ist dann nicht ihr Verschulden, wenn der Esse ein oft enormes Wärmequantum zum Raube fallen muß.

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Dieser Verlust wird im Allgemeinen um so größer ausfallen, je weniger strahlende und je mehr geleitete Wärme der Brennstoff entwickelt. Da nun diese Differenzen bei den verschiedenen Brennmaterialien beträchtlich sind, so liegt die Forderung, sie bei dem Kesselbau zu berücksichtigen, gewiß nahe genug. Es ist kaum zu bezweifeln, daß sich bei tieferem Studium dieses hochwichtigen Punktes der Effect von Holz, Torf und Braunkohle nicht allein, sondern auch der Steinkohle, namentlich der meist naß zur Verwendung kommenden klaren Kohle – Kohlengrus – wesentlich steigern ließe.

Die Superiorität von Kohks für die Locomotivheizung, als bei beschränkter oder vielmehr kurzer Heizfläche ist dann nur ein Beleg für meine Ansicht. Nach den von Hrn. Franz Nowotny mitgetheilten Ergebnissen stellt sich bei Locomotiven aus drei Versuchsreihen der Verbrauch von Kohks im Verhältnisse zu Steinkohle wie 100 : 136. Während nun Karmarsch und Heeren die mittlere Heizkraft von Kohks und Steinkohlen gleichstellen, nimmt Bernoulli die der erstern nur zu 9/10 von der der Steinkohle an, und es müßten sonach, wenn die aus letzterer erzeugte Wärme eben so weit als aus Kohks benutzt werden könnte, 90 Pfd. Steinkohlen genügend gewesen seyn. Ergibt sich nun auf 90 Pfd. ein Verlust von 46 Pfd., so würde dieß reichlich 50 Procent gleichkommen. Auf haarscharfe Genauigkeit machen diese Angaben allerdings keinen Anspruch, da, um die Zahlen genau festzustellen, eine Prüfung auf die, sich bei den speciell concurrirenden Brennstoffen ergebenden Calorien vorher gehen müßte.41)Zittau im April 1857. (Deutsche Gewerbezeitung, 1857, Heft 3.)

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Der Verfasser theilt schließlich zur Unterstützung obiger Darlegung eine Reihe von Zeugnissen mit, welche ihm über seine in verschiedenen Fabriken ausgeführten und bewährten Feuerungsanlagen für Dampfkessel und Dampftrockenapparate, seine Heizöfen für Drucklocale, Druckmaschinen, Trockenstuben etc. ausgestellt wurden. A. d. Red.

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