Titel: Türrschmidt, über einen n Prag erbauten ringförmigen Brennofen nach dem Hoffmann-Licht'schen Princip.
Autor: Türrschmidt, Albrecht
Fundstelle: 1861, Band 160, Nr. LXI. (S. 199–207)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj160/ar160061

LXI. Ueber den ringförmigen Brennofen, welcher nach dem Hoffmann-Licht'schen Princip erbaut und in Prag in Betrieb gesetzt ist; Auszug aus dem Bericht, welcher der polytechnischen Gesellschaft in Berlin am 21. Febr. 1861 von Albrecht Türrschmidt erstattet wurde.

Wenn erst alle Ziegelöfen, Kalköfen, Cementöfen, Oefen zum Rösten von Erzen, ja Porzellanöfen und Oefen für die trockene Destillation sich das Princip aneigneten, nach dem die HH. Baumeister Hoffmann und Licht ihre ringförmigen Oefen47) bauten, so wird man sich wundern, daß diese so einfache und naheliegende Idee der Feuerungsmethode bei den genannten Flammöfen nicht schon früher Anwendung gefunden hat.

In Kürze ist das Princip damit ausgesprochen, daß die von der Abkühlung des Erhitzten stammende Wärme zum Erhitzen der Verbrennungsluft gebraucht wird.

Vorboten für dieses Princip sind vorhanden, aber durchgeführt war das Princip nicht, es müßte denn seyn, daß man die Oefen von Siemens im Hüttenbetriebe, oder die Fairbairn'sche Kesselfeuerung mit theilweiser Rauchverbrennung als eine solche Durchführung ansieht.

Sehr begreiflich ist daher, daß, nachdem die Erfindung als Ganzes ins Leben trat, der intelligentere Theil Feuerungskundiger sich förmlich beeilte, den Vorwurf von sich abzulenken, als sey es nicht schon lange ihr Bestreben gewesen, Vortheile der Art wenigstens theilweise herbeizuführen. Diese Beruhigung, in die sich die Nächstbetheiligten brachten, dieser Todtschlag des Fortschrittes, welcher als Opposition des Vorhandenen |200| sich geltend macht, der steht der Sache jetzt vielmehr noch entgegen, als die Hindernisse und Schwierigkeiten, welche die Erfinder in den verschiedenen Zweigen der Praxis selbstredend zu beseitigen haben.

Welchen Nachweis können Kalköfenbesitzer von der Verwendung der Hitze liefern, welche dem gahrgebrannten glühenden Kalk inne wohnt? Man läßt ihn abkühlen, d.h. man verliert unbenutzt die ihm durch das Brennen mitgetheilte Temperatur in den bei weitem meisten Fällen ganz und gar.

Bei sehr gut disponirten Kalköfen, wie der zu Rüdersdorf,48) bleibt allerdings der gahre Kalk in einem Sammelschacht unterhalb der Feuerungen eine Zeit lang noch liegen und gibt von seiner Wärme nach den oberen Ofentheilen ab, aber die in den Ofenraum geführte Hitze würde einen ungleich höheren Effect zu Wege bringen, wenn sie den Brennstoff und die Verbrennungsluft bis zur Temperatur des Kalkglühens vorheizen könnte.

Welcher Ziegeleibesitzer dürfte sich rühmen, die ganze Temperatur seiner ins Glühen gebrachten Steine je benutzt zu haben? Man hat alle möglichen Vorkehrungen getroffen, man ist immer darauf ausgegangen, die heiße Luft aus einem abgebrannten Ofen in einem anderen zum Vorwärmen der Steine zu benutzen, und wenn Töpfereien und Porzellanfabriken mit ihren Etagenöfen eine Brennstoffersparniß erreichten, so gab die in der Abkühlung befindliche Unteretage ihre Hitze an die Werkstücke der darüber liegenden Etage ab.

Nur ein Fall ist bekannt, wo die abziehende Wärme benutzt wird, die Herdsohle des Feuerungsraumes zu erhitzen. Diese Construction ist vom verstorbenen Feilner und im Brong-niart'schen Atlas Taf. XIII aufgezeichnet. Nirgend ist man im Poteriefach aber so weit gegangen, mit der abziehenden Wärme die Speiseluft für die Verbrennung zu glühen.

Daß Luft, welche erhitzt dem Herde zugeführt wird, einen ungleich höheren Effect des Brennstoffes zur Folge hat, ist eine aus dem Hüttenbetriebe bekannte und vielfach constatirte Thatsache. Seitdem man anfing abziehende Verbrennungsgase zur Dampferzeugung, zum Vorwärmen etc. zu verwenden, wurde auch die Luft für das Gebläse erwärmt und das feste Brennmaterial in brennbares Gas umgewandelt.

Diese beiden Thatsachen an sich sind gleich wichtig, denn die höchsten Hitzegrade, die man überhaupt zu erzeugen vermag, werden mittelst erhitzter |201| Gebläseluft erzeugt, und den größten Nutzeffect, den man aus einem Brennstoff ziehen kann, hat man durch sein Verbrennen im Generator.

Generatoren sind vielfach für sich construirt. Sie sind eigentliche Rauchverzehrer und nur beim Anheizen des Apparates und beim Stören des Brennmaterials entweicht theilweise Rauch.

Aber das Princip, welches Generatoren zu Grunde liegt, findet verschieden modificirt auch bei anderen Feuerungen Anwendung.

So sagt Gruner in einem Berichte über die Verwendungsweise der Brennmaterialien beim Hüttenbetriebe (polytechn. Journal Bd. CXLII S. 194), daß man bei den Schmelzöfen in Swansea in Südwales auf den weit aus einander liegenden Roststäben aus großen Cinders und Rostkohks einen sogenannten Klinkerrost bildet, auf welchen die kleinen Kohlen geschüttet sind. Die Luft, den glühenden Klinkerrost durchströmend, verwandelt sich beim weiteren Durchstreifen einer 20–27 Zoll starken Brennmaterialschicht in Kohlenoxydgas und diese Einrichtung ist daher ein höchst einfacher Generator.

Ferner sagt Gruner, man sey lange Zeit der Meinung gewesen, daß zur vollständigen Verwandlung des atmosphärischen Sauerstoffs in Kohlenoxydgas eine dicke Schicht glühender Kohlen erforderlich sey.

Ebelmen's Untersuchungen haben es aber bestätigt, daß, wenn Luft erwärmt eingeblasen wird, die Höhe der Brennmaterialschicht von 12 Zoll schon mehr als hinreichend sey, und daß gewöhnliche Feuerungen in Generatoren umgewandelt werden können, wenn man den Rost wegläßt und das Feuer mit erwärmter Gebläseluft speist.

Endlich führt Gruner bei der Hütte von Rivière an, welche mit Steinkohlen gefeuert wird, daß Düsen heißen Wind in den Brennschacht blasen, das Feuerungsmaterial in Kohlenoxydgas und in Kohlenstoffgase verwandeln, und eine dritte Düse die Luft zur Verbrennung dieser Gase liefert. Wir haben somit einen wirklichen Generator von sehr einfacher Einrichtung.

Ich habe geglaubt diese Analogien anführen zu müssen, wenn ich die Feuerung in dem Ofen der Herren Hoffmann und Licht charakterisiren soll.

Es ist ein modificirter Generator-Ofen, bei welchem ein Theil der zuströmenden heißen Luft das Brennmaterial vergast, während ein anderer Theil die Gase verbrennt. Es ist darum dieser Ofen nicht nur rauchverzehrend, sondern es erlärt sich daraus auch eine wesentliche Seite der durch den Ofen herbeigeführten Brennsioffersparniß, die so bedeutend ist, daß sie aus der Benutzung der heißen Luft jener in Abkühlung befindlichen Abtheilungen und der Ausnutzung der abziehenden Verbrennungsproducte |202| aus der im Feuer sich befindenden Abtheilung allein nicht hinreichend erklärt werden könnte, wenn nicht die so vollkommene Verbrennung und der dadurch herbeigeführte Effect des Brennmaterials mit in Anschlag gebracht würde.

Indem die Luft an einer Stelle in die Steine tritt, wo dieselben bereits so weit abgekühlt sind, daß sie kaum warm in die Hand fallen, nimmt sie ihren Weg durch die immer heißer werdenden Abtheilungen und durchstreift die letzte Region, in welcher Weißgluth herrscht. So tritt sie zur Verbrennung. Daß die Luft dabei eine Temperatur angenommen, welche jener der Steine sich annähert, ist anzunehmen. Würde sie, ohne auf die vortheilhaftere Verbrennung einzuwirken, den im Brande befindlichen Steinen nur zugeführt, so würde sie allerdings zur Temperaturerhöhung hier beitragen, die Brennstoffersparniß könnte indessen so auffallend nicht seyn.

Das Verhältniß des Brennstoffverbrauches bei dem stattgefundenen Probebrand in Prag mit dem Hoffmann-Licht'schen Ofen stellt sich folgender Weise.

Im verflossenen Sommer hatte man im gemeinen offenen Ziegelofen 7 Maaß einer Braunkohle pro Tausend Mauersteine gebraucht.

Obgleich ich dem Prager Probebrande nur einige Tage beiwohnen konnte, so war schon so viel zu übersehen, daß das Tausend gleicher Mauersteine mit 3 Maaß derselben Kohle gebrannt werden wird.

Außer der Ersparniß, welche auf die abziehende Wärme der gebrannten Steine basirt, mit welcher die Speiseluft für die Verbrennung glühend gemacht wird, sind Ersparnisse dadurch herbeigeführt, daß mehr Herde für die Verbrennung geschaffen sind und die abziehende Verbrennungsluft so weit von den zu brennenden Steinen abgenutzt in den Schornstein entweicht, daß sie nur noch die Functionen des Schornsteins unterhält. Aus dem Schornstein entweicht im Wesentlichen Dampf von einer Temperatur, die erlaubt noch mit der Hand darin auszuhalten.

Von einer Schürgasse aus hat man beim gemeinen stehenden Ziegelofen eine 14–18' hohe Steinschicht zu durchglühen, und von einer Feuerkammer aus beim liegenden Ofen die Flamme 20–30' lang hindurchzuführen. Mit welchen Schwierigkeiten und Brennstoffverlusten es aber verknüpft ist, die obersten und hintersten Steine in einem Ofen gahr zu brennen, ohne den untersten und vordersten Steinen Schaden zuzufügen, weiß jeder praktische Ziegelbrenner; der Wunsch nach einem neuen näher gelegenen Herd, wenn die Gluth nach den entlegenen Stellen nicht kommen will, hat sich gewiß oftmals bei ihm eingestellt und doch erlaubte die Ofenconstruction |203| nicht, einen Herd immer an den Stellen zu eröffnen, wo die Roth es jedesmal erheischt.

Wenn man mit Kohlen brennt, ist es daher gebräuchlich, beim Setzen der vom Herde entfernteren Regionen Kohlenklein zwischen die Steine einzustreuen. Indessen hat man weder regenerirte Verbrennungsluft für dieselben, noch hat man es in der Gewalt, die eingestreuten Kohlen dann brennen zu lassen, wenn man es will und wenn es nothwendig ist, sondern die Kohlen brennen, wo die Gluth sie erreicht, und richten manchmal ebensoviel Schaden an, als sie Vortheil bringen.

Bei den Hoffmann-Licht'schen Oefen ist dieß anders. Da wird das Brennmaterial von oben in vertical stehende Feuergassen gestürzt. Der Raum, wo gebrannt werden soll, ist bereits so weit vorgewärmt, daß er in lebhafter Rothgluth steht. Um Weißgluth zu erzeugen und eine Zeit lang zu erhalten, wird das Brennmaterial eingestürzt, nur wenig jedesmal, 1 bis höchstens 2 Metzen von der schönen Braunkohle womit gebrannt wird. Diese läßt man abbrennen und fährt mit den Füllungen fort, bis der Zweck erreicht ist. Dann geht man weiter.

Aber wir treffen die nächsten Herde schon auf eine Entfernung von 3–4'. Diese sind bereits nach und nach mit zunehmenden Quantitäten Brennstoff genährt, während die weißglühenden mit nach und nach abnehmenden Quantitäten Kohle noch nachbedient werden.

Ein Vergleich mit den gewöhnlichen Schürgassen unserer Ziegelöfen, wo das ganze Feuer von diesen aus entwickelt wird, wo die Steine durch die örtliche Brennstoffanhäufung zerschnitten und zerschmolzen, durch das Einbringen des Feuerungsmaterials zerschlagen und zerstoßen und durch Einfallen zu kühler Luft klapperig geworden sind, gibt kein Bild der Hoffmann-Licht'schen verticalen Feuergassen, ebenso wenig als die Anhäufung von Asche bei einem Ziegelherd, von dem man 4, 5, 6mal so große Entfernungen beheizt und der mit kalter Luft gespeist ist.

Geschürt wird nicht in dem Hoffmann-Licht'schen Ofen. Mit dem Brennmaterial werden die Steine nicht zerschlagen. Kalke Luft dringt bei der Schnelligkeit, mit der der Feuercanal bedient werden kann, wenig in den Ofen, Brennstoffmassen werden nicht angehäuft, und durch die Generatorverbrennung ist die Natur der Verbrennungsproducte flüchtiger und die Verbrennung vollkommener. Ein Theil der Asche wird mit fortgerissen, ein anderer bleibt auf dem Boden des Canals liegen und erhöht denselben vortheilhaft, so daß die Füllungen, die zu ihrer Verbrennung niemals Roste gebrauchen, dem Gewölbe successive näher rücken und unter diesem die Hitze intensiver verbreiten.

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Die Steine leiden nicht so wie bei gewöhnlichen Schürgassen. Darum lassen sich Steine, die überhaupt leicht springen, vortheilhafter im Hoffmann-Licht'schen Ofen brennen, als in einem gewöhnlichen. Uebrigens steht bei sehr empfindlichen und sehr leicht schmelzenden Steinen nichts im Wege, die verticalen Feuergassen von Chamottesteinen aufzusetzen.

Der Zug in dem nach dem Hoffmann-Licht'schen Princip erbauten Ofen ist horizontal. Der natürlichen Abweichung der Wärme nach oben steht die Wirkung der Füchse entgegen, welche über der Ofensohle in der Seitenmauer zum Schornstein führen.

Es wird auch in diesem Ofen wieder nicht mit dem Maximum sondern mit dem Minimum des Zuges gearbeitet, der den Proceß in Thätigkeit zu halten vermag. Durch das allmählich Fließende, nicht durch Rapidität erreicht man die Resultate, und es ist, wie bei allem Ziegelbrennen, die Ruhe des Brenners um so nothwendiger, da er hier einen Apparat hat, mit dem er eine ganz außerordentliche Gewalt ausüben kann, sowohl in Hinsicht der Hitzegrade, als in Hinsicht des Zuges. Das hat seine Bedeutung beim Brennen feuerfester Steine, beim Cement u.s.w., es zeigt die vielseitige Brauchbarkeit der Ofeneinrichtung zu verschiedenen Zwecken, ist aber beim Ziegelbrennen nicht angebracht.

Betrachten wir den Verlauf eines Brandes in einem gewöhnlichen stehenden Ziegelofen, so wird, wenn lufttrockene Steine eingesetzt sind, 3 × 24 Stunden geschmaucht, 3 × 24 Stunden mit Vollfeuer gebrannt, und nachdem der Ofen vier Tage kühlte, beginnt das Auskarren.

Würden wir, während der Ofen successive zum Vollfeuer übergeht, immer wieder Steine oben aufbauen – und beim Brennen der Steine in Meilern geschieht das –, so hätten wir nach 3 Tagen Vollfeuer, mit der abziehenden Wärme die neu aufgesetzten Steine abgeschmaucht. Wären auch neue Schürgassen angelegt, so könnte das Vollfeuer hier wiederum beginnen. Eine neue Etage abzuschmauchender Steine ließe sich aufsetzen und es könnte das Steinbrennen in der Weise continuirlich gemacht werden, wenn nicht die Höhe dem Hinaufheben von Steinen eine Grenze setzte.

Der Hoffmann-Licht'sche Ofen macht das continuirliche Brennen mit großem Geschick dadurch möglich, daß der Ofen, gelegt in einem Kreise, den Proceß fortwährend fließend erhält. Sehen wir zu, in welcher Weise und wie lange die Steine dabei in Anspruch genommen sind.

Der Prager Ofen hat einen Querschnitt von 10 Fuß Breite und 9 Fuß Höhe im Scheitel, der Durchmesser für die Außenwand des ringförmig in sich zurücklaufenden Ofenraumes ist 108 Fuß. Der Ofenkreis ist in 12 Theile getheilt, von denen täglich im regelmäßigen Betriebe |205| eine Abtheilung ausgekarrt wird. Die Abtheilung faßt 10,000 Mauersteine. Während der Zeit wo gesetzt wird, verschließt eine nur mit Eisenblech beschlagene Holzwand den Querschnitt des Ofens nach den ungebrannten Steinen zu, die mit Lehm gedichtet ist. Nach der Seite der gebrannten Steine ist gleichfalls eine Wand herabgesenkt, um die kalte Luft zu verhindern, unter dem Gewölbe des Ofens entlang zu laufen und vielmehr, um sie zu zwingen, von der Ofensohle her einzutreten. Nach Maaßgabe, wie der auszukarrende Ofenraum frei wird, geht diese Wand immer tiefer hinab, bis sie correspondirend zur Verbrennung auf einem bestimmten Querschnitt stehen bleibt. Die warmen Wände üben sogleich ihren Einfluß auf die neu eingesetzten Steine, während die Luft im leer gewordenen Ofen temperirt in die in der Abtheilung befindlichen Steine tritt.

5 Abtheilungen stehen in Abkühlung, 5 Abtheilungen werden für den Vollfeuerproceß disponirt. Auf der Grenze zwischen beiden bewegt sich der Verbrennungsproceß mit dem rückschreitenden Nachfeuer und dem fortschreitenden Vorfeuer. Alle 24 Stunden ist das Vollfeuer von einer Abtheilung zur andern fortgerückt. Die Abkühlung der Steine nimmt allmählich ab, so daß jeder Stein 5 × 24 Stunden kühlt, ehe er aus dem Ofen genommen wird.

Die Glocken, welche die Füchse verschließen, um sie der Wirkung des Schornsteins zu entziehen, sind für die abkühlenden Abtheilungen geschlossen. Für die im Feuer begriffene Ofenzone sind sie in der nachfolgenden vierten Abtheilung erst geöffnet, indem die Glocke der drittfolgenden Abtheilung noch nicht ganz geschlossen ist. Wird sie beim Weiterrücken des Brandes geschlossen, so öffnet man bereits die Glocke der fünften Abtheilung wenig und es beginnt hier das Abschmauchen dieser Ofenzone, welcher in 4 × 24 Stunden das Verglühfeuer allmählich näher rückt und am fünften Tage zum Vollfeuer sich verstärkt.

Die Function des Schornsteins ist exact. Man hat es jederzeit in der Gewalt, durch die Stellung der Glocken den Schornstein hinreichend warm zu erhalten und den Zutritt der Verbrennungsgase zur Schmauchregion zu reguliren, es kommt dabei nur auf eine richtige Anwendung der Mittel an. Ein hauptsächliches Bedingniß für den continuirlichen Betrieb ist es, daß, wenn der Ofen zum erstenmale vollgesetzt ist, derselbe in den 11 Abtheilungen ringsherum abgeschmaucht werden muß. Das Abschmauchen macht man so, namentlich wenn keine trockenen Steine anfänglich hinreichend vorräthig sind, daß man nicht die Dämpfe alle in den Schornstein jagt, sondern auch die hinterliegenden Feuergassen öffnet, und sie aus den |206| Gewölbeöffnungen entweichen läßt. So disponirt, schreitet man nach dem Abschmauchen mit dem vollen Feuer bis zur 5ten Abtheilung vor, und beginnt nun das Einkarren der 12ten und das Auskarren der ersten Abtheilung. Nun haben wir den Schmauch nur immer von einer Abtheilung auszutreiben, die anfänglich in einer Dampfatmosphäre steht und dann ihren Schmauch dem zunächst rückwärts gelegenen wenig geöffneten Fuchs ganz langsam abgibt. Hat man weiter Steine sehr naß in den Ofen gebracht, und fürchtet, daß sie beim Schmauchen zusammensinken, so würde man auch jetzt die Feuergassen öffnen, und den Qualm eine Zeit lang aus dem Gewölbe entweichen lassen.

Man versuchte in Prag entsprechende Glocken zu schließen, die Feuergassen, in denen das Vollfeuer war, aber zu öffnen. Fast in demselben Moment schlug die Flamme mannshoch aus den Oeffnungen, und es wäre leicht gewesen unter dem Gewölbe auf diese Weise Klinker zu brennen, wenn man das Experiment hätte fortsetzen wollen.

Einen feineren und sparsameren Apparat für das Steinbrennen kenne ich nicht. Wer dem Proceß des Steinbrennens in den bisher gebräuchlichen Constructionen seine Aufmerksamkeit zugewandt hat, ist in kurzer Zeit mit der Behandlung dieses Ofens vertraut, und wer vom Brennproceß auch nur praktische Vorstellung hat, wird sehr bald und viel sicherer mit dem Ofen arbeiten, als dieß mit irgend einem bis jetzt construirten Ziegelofen möglich ist.

Wer vom Ziegelbrennen freilich gar keinen Begriff hat, wird weder in dem Hoffmann-Licht'schen Ofen noch in einem andern Ofen ordentliche Steine produciren, und in solchen Händen befindet sich augenblicklich der Scholwiner Ofen bei Stettin. Für die Sache ist es nicht genug zu bedauern, daß dieser zuerst von Hoffmann und Licht gebaute Ofen solchem Mißgeschick anheimfiel. Bei der Neuheit wurde das allgemeine Urtheil dadurch auf falsche Fährten geleitet.

Der zweite Ofen wurde bei Leipzig gebaut, derselbe ist noch nicht vollendet. Da sind drei Ringe neben einander projectirt. Bei einem vorläufigen Probebrennen mit einer sehr backenden Kohle hatte man eine hier freilich für Steine zu heftige Schmelzhitze erzeugt, dennoch ist der Versuch für andere Zwecke, namentlich für die hohen Temperaturen, die man mit dem Ofen erzeugen kann, sehr lehrreich gewesen.

Der dritte in Prag gebaute Ofen ist mit aller Oekonomie in die Erde gelegt. Es werden mit demselben im Jahre beiläufig 3 1/2 Millionen Mauersteine gebrannt werden.

Es ist nicht möglich, andere Brennräume von gleicher Capacität auch nur annähernd für die Kosten dieses Ofens herzustellen. Wo die Production |207| jährlich 1/2 Million Steine beträgt, dürfte es noch immer vortheilhaft seyn, einen entsprechend kleineren Ofen nach diesem Princip zu bauen. Je größer indessen der Ofen seyn kann, desto größer sind seine Vortheile, und es ist nicht richtig, wenn man annimmt, daß ein Ofen zum Steinbrennen kleiner seyn müsse als zum Kalkbrennen.

|199|

Man s. die von den Erfindern veröffentlichte Beschreibung derselben im polytechn. Journal Bd. CLV S. 178 und Bd. CLVIII S. 183.

|200|

Man vergl. u.a. Knapp's chemische Technologie Bd. I S. 613.

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