Titel: Audouin und Bérard, über die Leistungen verschiedener Gasbrenner.
Autor: Audouin, P.
Bérard, P.
Fundstelle: 1863, Band 169, Nr. LXVIII. (S. 267–272)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj169/ar169068

LXVIII. Die Leistungen verschiedener Gasbrenner; von P. Audouin und P. Bérard.

Nach dem Bulletin de la Société d'Encouragement, t. IX p. 651; aus dem polytechnischen Centralblatt, 1863 S. 817.

Audouin und Bérard haben in Gemeinschaft mit Dumas und Regnault eine Reihe ausgedehnter Versuche über die Leistungen verschiedener Gasbrenner und über die zweckmäßigsten Bedingungen, unter welchen das Gas in denselben zur Verbrennung gebracht wird, ausgeführt. Die Ergebnisse sind ausführlich in den Annales de chimie et de physique, 3ème série, t. LV mitgetheilt; als die wichtigsten Resultate erscheinen folgende:

In Betreff der Carcel'schen Lampe, welche in Paris bei den Photometrischen Versuchen als Quelle des Normallichtes verwendet wird, ergab sich, daß die Wahl eines Dochtes von mittlerer Feinheit, Befestigung des Glascylinders in der Weise, daß sich die Verengerung desselben in einer Höhe von circa 12 Millimetern über dem Niveau des Dochtes befindet, Herausschrauben des Dochtes bis zu einer Höhe von 7 bis 10 Millimeter, so daß die Lampe circa 42 Grm. Oel per Stunde consumirt, die günstigsten Bedingungen sind, welche bei den photometrischen Messungen herzustellen sind. Ueberdieß ist bei den Versuchen nicht unbeachtet zu lassen, daß Luftzug, Temperatur, Dauer des Brennens der Lampe, mehr oder weniger vollständiges Gefülltseyn der Lampe mit Oel etc. störenden Einfluß auf den Lichteffect, den die Lampe gibt, ausüben können.

Hinsichtlich der Leistung der Schlitzbrenner oder Fledermausbrenner ergab sich, daß das Maximum der mit einem bestimmten Gasquantum erzielten Lichtmenge einer Weite des Spaltes von 0,7 Millimeter entspricht. Bei Vergleichung zweier Brenner von 0,1 und 0,7 Millimeter Spaltweite ergaben sich bei gleichem Gasconsum Lichtintensitäten im Verhältniß von 1 : 4,4; es kann also dieselbe Menge Gas, wenn sie in einem guten Brenner verbrennt, das vierfache Licht geben, als wenn sie in einem schlechten Brenner verbrennt. Die Lichtintensität wächst schneller als die Weite des Spaltes. Der Vermehrung der Leuchtkraft entspricht eine sehr schnelle Verminderung des unmittelbar unter dem Brenner beobachteten Gasdruckes und sonach eine Verminderung der Ausflußgeschwindigkeit des verbrennenden Gases. Das Maximum der Leuchtkraft entspricht für alle Schlitzbrenner ziemlich constant einer Ausflußgeschwindigkeit, |268| die durch einen Druck von 2 bis 3 Millimeter gemessen wird.42) Bei engen Spaltöffnungen ist die Flamme unbeweglich und bläulich, bei weiten ist sie weiß, flackernd und hat Neigung zu rußen.

Die Größe des Durchmessers des Brennerkopfes, in welchem die Spaltöffnung angebracht ist, hat wenig Einfluß auf den Lichteffect; doch wird, wenn man die Dimensionen des Brennerkopfes vergrößert, derselbe Lichteffect von einer etwas geringeren Gasmenge hervorgebracht. Einem jeden Gasconsum entspricht ein Durchmesser des Brennerkopfes, welcher ein Maximum des Lichteffectes gibt; es ist daher der Durchmesser des Brennerkopfes dem Gasquantum anzupassen, das der Brenner stündlich consumiren soll, doch hat man die Weite des Spaltes unter allen Umständen = 0,7 Millimeter zu lassen, bei welcher, wie bereits bemerkt, stets die günstigsten Resultate erzielt wurden. Ein Consum von 140 bis 250 Liter per Stunde stellt sich für diese Brenner als der günstigste heraus, bei geringerem Consum hat man Verlust an Leuchtkraft. Immer gibt ein und dasselbe Gas denselben Lichteffect, wenn es mit derselben durch den Manometerdruck gemessenen Geschwindigkeit ausfließt, welcher Art auch der Schlitzbrenner seyn möge.

Um die Beziehungen zwischen der Lichtintensität und den Dimensionen einer Gasflamme zu ermitteln, wurde ein auf einen stündlichen Consum von 140 Litern regulirter Schlitzbrenner mit Gas von sehr schwankender Leuchtkraft, wie es unmittelbar aus der Retorte hervorgieng, gespeist. Die Beobachtungen wurden während der Dauer von 4 3/4 Stunden von Beginn bis zum Ende der Destillation in Zeitabschnitten von je einer Viertelstunde angestellt. Es ergab sich, daß während die Leuchtkraft sich von 1 auf 32 erhöhte, die Höhe der Flamme sich im Verhältniß von 1 : 1,6 und die Breite derselben sich im Verhältniß von 1 : 1,8 vergrößerte, daß sich also bei sehr verschiedenen Lichtintensitäten die Dimensionen der Flamme nur unbeträchtlich änderten; und daß, wenn man die Intensitäten als Abscissen, die Höhen der Flammen als Ordinaten aufträgt, eine Curve erhalten wird, die namentlich für die mittleren Intensitäten von einer geraden Linie sehr wenig abweicht.

In Betreff der Einlochbrenner (becs bougies), bestehend aus einem Metallknopf, in welchem ein rundes Loch eingebohrt ist, ergab sich, daß bei gleicher Flammenhöhe der Consum nahezu constant ist, welchen Durchmesser |269| auch die Durchbohrung hat. Ebenso wie bei den Schlitzbrennern wächst die Leuchtkraft schnell mit dem Durchmesser der Durchbohrung, doch ist hier die Zunahme der Leuchtkraft eine minder schnelle. Wie bei den Schlitzbrennern ist starker Consum vortheilhafter als geringer; im Gegensatz zum Verhalten der Schlitzbrenner aber stellte sich heraus, daß die Zunahme der Leuchtkraft so zu sagen unbegrenzt ist, obgleich dieß in der Praxis nicht als wahr betrachtet werden kann, weil ein Moment eintritt, in welchem die Flamme eine solche Höhe erlangt, daß man sie nicht anwenden kann. Im Allgemeinen sind die Einlochbrenner unvortheilhaft, da, sie unter den günstigsten Umständen bei einem stündlichen Consum von 150 Litern noch nicht die Intensität einer Carcel'schen Lampe (die 42 Grm. Oel consumirt) geben. Hinsichtlich der Leuchtkraft dieser Brenner ist ein experimentelles und ein praktisches Maximum zu unterscheiden. Das erste entspricht einem Durchmesser der Durchbohrung von 2 Millimetern und einem stündlichen Consum von 123 Litern; allein in diesem Falle ist die Flamme sehr lang und rußend. Das zweite Maximum kann unter zwei Gesichtspunkten betrachtet werden: will man den Consum seines Brenners variiren lassen, um verschiedene Quantitäten Licht herzustellen, so ist ein Brennerloch von 1,5 Millim. Durchmesser anzuwenden, welches sich unter sehr verschiedenen Bedingungen als ziemlich vortheilhaft erweist und bei Flammenhöhen, die von 6 bis 25 Centim. wachsen, mittelst relativ geringen Consums eine schöne Flamme gibt. Wo indessen der Einlochbrenner nur für kleine, den Kerzenflammen mehr oder minder ähnlich wirkende Flammen angewendet wird, ist ein Durchmesser des Brennerloches von 2 Millim. am vortheilhaftesten. Bei diesem Durchmesser entspricht das Maximum des Lichtes einem Consum von 34 Litern und einer Flammenhöhe von 10 Centim. Hinsichtlich des Druckes gilt für diese Brenner das Gesetz: „Bei constanter Flammenhöhe entspricht die stärkste Leuchtkraft immer dem schwächsten Drucke.“

Für Manchester-Brenner43) ergab sich Folgendes: Zwei Einlochbrenner mit enger Durchbohrung gaben dieselbe Lichtmenge, die der Manchesterbrenner gibt, welcher durch ihre Vereinigung gebildet werden könnte. In dem Maaße, in welchem der Durchmesser der Durchbohrungen wächst, gewinnt der Manchesterbrenner mehr und mehr Ueberlegenheit |270| über zwei combinirte Einlochbrenner; bei sehr großem Durchmesser aber wird die Flamme des Manchesterbrenners unregelmäßig und der Vorzug vor den combinirten Einlochbrennern vermindert sich. Der günstigste Lichteffect wird bei Durchbohrungen von 1,7 bis 2,0 Millim. Durchmesser erhalten; doch erfordert eine solche Weite der Durchbohrung einen starken Consum von ungefähr 200 Liter; für geringeren Consum von 100 bis 150 Liter ist eine Durchbohrung von 1,5 Millim. anzuwenden. Der Manchesterbrenner muß unter einem Drucke von wenigstens 3 Millim. brennen, da ohnedem die beiden Gasstrahlen nicht mit genügender Schnelligkeit gegen einander stoßen um sich gleichmäßig an einander abzuplatten. Wird der Consum eines solchen Brenners zu sehr gesteigert, so ändert die Flamme ihre Form und verursacht ein Geräusch, welches den Ueberschuß des Gasconsums anzeigt.

In Betreff der Brenner mit doppeltem Luftzug (Argandbrenner) ergab sich, daß die Leistungen derselben44) hauptsächlich abhängen vom Durchmesser der Löcher oder der Spalten, von der Zahl der Löcher, von der Regulirung des Luftzutritts und von der Höhe des Glascylinders. Bei diesen Brennern steigt die Leuchtkraft mit dem Durchmesser der Löcher, bis derselbe eine Größe von 0,9 Millim. erreicht; ein größerer Durchmesser ist im Allgemeinen nicht statthaft; er darf indessen die Größe von 1 Millim. erreichen, wenn man einen Metallconus am Brenner anbringt, welcher die Verbrennung vollkommener werden läßt und so die Bildung einer sehr schönen und gut leuchtenden Flamme bedingt. Die Leuchtkraft stellt sich auch hier bei schwachem Druck am günstigsten heraus.

In Betreff der Zahl der Löcher darf man annehmen, daß es vortheilhaft ist, dieselben zu vervielfältigen. Ein Brenner mit 30 Löchern gab einen um 25 Proc. besseren Lichteffect als ein ihm ganz ähnlich construirter mit 20 Löchern. Das Anbringen von Metall- oder Porzellankörben, mittelst deren man den Luftzutritt regulirt, bewirkte, daß dieselbe Lichtintensität mit einem um 3 Proc. geringeren Gasconsum erreicht wurde. Das Anbringen eines Metallconus hingegen hatte zur Folge, daß zwar die Flamme sehr regelmäßig brannte, veranlaßte aber eine Vermehrung des Consums um 5 Proc.

Hinsichtlich des Einflusses, den die Höhe des Glascylinders ausübt, wurden außerordentlich zahlreiche Versuche ausgeführt; es wurde constatirt, daß eine Verlängerung des Cylinders von 20 Centim. auf 25 Centim. |271| durchschnittlich eine Vermehrung des Consums um 5 bis 7 Proc. veranlaßte.

Um zu ermitteln, welcher Consum für die Brenner mit doppeltem Luftzug der vortheilhafteste ist, ließ man denselben von 70 bis 120 Liter variiren; man fand, daß ein starker Consum verhältnißmäßig bedeutend vortheilhafter ist, selbst wenn man denselben so steigert, daß die Flamme über den Cylinder hinaus brennt, und man somit aus den Verhältnissen heraustritt, die in der Praxis anwendbar sind.

Zur Bestimmung des Luftquantums, welches zur Verbrennung des Gases unter verschiedenen Bedingungen erforderlich ist, wurden zwei Methoden versucht. Erste Methode: Man operirte mit einem Argandbrenner, führte dem inneren und dem äußeren Theile der Flamme mittelst zweier verschiedener Gasometer die erforderliche Luft zu, welche genau gemessen wurde, und bestimmte so das Verhältniß der Luftmengen, welche vom inneren und äußeren Theile der Flamme consumirt wurden, während der günstigste Lichteffect erzielt wurde. Es ergab sich, daß man den günstigsten Lichteffect hervorbrachte, wenn man der Flamme auf 107 Liter confumirten Gases 570 Liter Luft von außen und 125 Liter Luft von innen zuführte; hiernach wären per 1 Liter Gas im Ganzen etwa 6 1/2 Liter Luft erforderlich. Vermehrt man den Luftzutritt auf 7 1/2 Liter, so erhält man eine sehr schöne Flamme.

Hiernach sollte festgestellt werden, welche Luftmengen den verschiedenen Lichtintensitäten entsprechen, die ein und dieselbe Menge Gas hervorbringen kann. Es ergab sich, daß die von einer und derselben Gasmenge hervorgebrachte Lichtintensität im Verhältniß von 1 : 2,59 schwanken kann, wenn das zur Flamme zutretende Luftquantum im Verhältniß von 1 : 1,47 variirt.

Zweite Methode: Man brachte das obere Ende des auf dem Brenner befindlichen Glascylinders in Verbindung mit einem Aspirator, welcher die zur Verbrennung erforderliche Luft aspirirte. Dieselbe wurde genau gemessen und konnte beliebig vermehrt und vermindert werden (die genaue Beschreibung des Apparates siehe in der Originalabhandlung). Während man bei den früheren Versuchen eine sehr schöne Flamme erhalten hatte, indem man 7,5 Liter Luft per Liter Gas zuführte, waren jetzt 10,6 Liter Luft erforderlich, um denselben Effect hervorzubringen. Diese bedeutende Abweichung der Resultate läßt erkennen, daß es höchst schwierig ist, die zur Hervorbringung des größten Lichteffects erforderliche Luftmenge genau zu bestimmen. Aus den erhaltenen Resultaten läßt sich nur mit Sicherheit schließen, daß das Luftquantum, das ein Brenner erfordert, nicht proportional ist dem Gasconsum und daß nicht alle Brenner |272| gleiche Luftmengen zur Hervorbringung des größten Lichteffects erfordern. Endlich wurde ermittelt, welche Verminderung der Leuchtkraft durch einen Gehalt des Gases an Luft hervorgebracht wird. Es ergab sich Folgendes:

Gehalt des Gases an Luft
in Procenten
Verlust an Lichtintensität, die Lichtintensität
des luftfreien Gases = 100
1 6
2 11
3 18
4 26
5 33
6 44
7 53
8 58
9 64
10 67
20 93
30 98
40 99
45 100.
|268|

Alle diese Versuche sind mit Gas von mittlerer Leuchtkraft, wie es durch Destillation der belgischen Kohlen erhalten wird, angestellt. Für die aus Cannel- und Bogheadkohle gewonnenen, an Kohlenstoff reicheren Gase sind die Verhältnisse andere; für sie sind engere Spalten vortheilhafter, da sie ein größeres Luftquantum zur Verbrennung erfordern.

|269|

Die hier zu verstehenden Brenner bestehen aus einem kleinen eisernen hohlen Cylinder, der oben durch eine ziemlich dicke Scheibe geschlossen ist. In diese Scheibe sind zwei in einer Verticalebene liegende, gegen einander geneigte Durchbohrungen angebracht, so daß sich die beiden ausströmenden Gasstrahlen begegnen, sich, indem sie gegen einander stoßen, ausbreiten und eine fächerähnliche Flamme bilden, deren Ebene rechtwinkelig auf der Ebene der Bohrlöcher steht.

|270|

Eine große Anzahl von in Pariser Fabriken gefertigten Brennern wurde hinsichtlich ihrer Leistungen verglichen. Die Ergebnisse der Versuche sind in der Originalabhandlung in einer Tabelle zusammengestellt.

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