Titel: Schinz, pyrotechnische Rundschau.
Autor: Schinz, C.
Fundstelle: 1867, Band 184, Nr. XIV. (S. 54–61)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj184/ar184014

XIV. Pyrotechnische Rundschau; von C. Schinz.

(Fortsetzung von Bd. CLXXXII S. 218.)

XII. Ueber den Lundin'schen Gas-Schweißofen.

In der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, November 1866, gibt Hr. P. Tunner eine Beschreibung des Lundin'schen Gas-Schweißofens mit Gebläseluft, Wärme-Regeneratoren und einem Condensator, und empfiehlt denselben wegen vieler, für die Stabeisen- und Stahlfabrication sich ergebenden Vortheile.

Da Tunner's Aufsatz auch in dieses Journal (Bd. CLXXXIII S. 19) übergegangen ist, so kann ich denselben als dem Leser bekannt voraussetzen.

Als erster wesentlicher ökonomischer Vortheil, welchen der Lundin'sche Ofen bietet, wird angeführt, daß man vom Wassergehalte der Brennstoffe unabhängig sey und dieselben ohne vorgängiges Trocknen zur Erzeugung von trockenen brennbaren Gasen direct verwenden könne.

Um dieses zu ermöglichen, ist aber ein vollständiges Abkühlen der Gase erforderlich, und um dasselbe zu bewirken, eine bedeutende Wassermenge.

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Wasser ist jedoch keineswegs überall wohlfeil zu haben und selbst bei einem am Ufer eines Flusses gelegenen Hüttenwerke ist die Hebung des Wassers immer mit Kraftaufwand, folglich mit Kosten verbunden.6)

Das Problem, den Wassergehalt der Verbrennungsproducte zu vermindern, kann allerdings durch eine hinreichende Abkühlung der Gase gelöst werden, jedoch nicht, wie Hr. Tunner meint, auf 2 bis höchstens 4 Proc. in den Gasen enthaltenen Wasserdampfes, denn bei einer Temperatur von 25° C. werden die Gase immer noch mehr als 4 Proc. Wasser enthalten, da sie nicht anders als mit Dampf gesättigt aus dem Apparate abgeführt werden können.

Diese Verminderung des Wassergehaltes würde allerdings geeignet seyn die Intensität der Wärme zu erhöhen, da aber diese Verminderung des Wassergehaltes auf Kosten der Wärme stattfindet, welche die Gase ursprünglich enthalten, so muß dieser Verlust durch die Regeneratoren ersetzt werden, und daß dieser Ersatz nicht vollständig erfolgt, habe ich schon früher in diesem Journal Bd. CLXVII S. 445 (Nr. VI meiner pyrotechnischen Rundschau) ausführlich dargethan. Bei jener Ausführung ist aber die Dulong'sche Transmissionsformel zu Grunde gelegt, während neuere Versuche von mir („über die Wärme-Transmission der Ofenwände“ in diesem Journal Bd. CLXXXII S. 101) dargethan haben, daß der Wärmeverlust durch Transmission noch viel größer ist als ihn die Dulong'sche Formel ergibt. Daraus folgt, daß der Ersatz durch die Regeneratoren noch viel unzulänglicher ist als jene frühere Berechnung ergab, und daß daher die Abkühlung der Gase ein ganz zweckwidriges Verfahren ist.

Noch mehr, um diesen Ersatz so weit als möglich zu treiben, ist man genöthigt, sowohl die brennbaren Gase als die zu deren Verbrennung erforderliche Luft durch die Regeneratoren gehen zu lassen, so daß beide mit nahezu gleicher Temperatur in den Ofen einströmen, somit werden auch Gase und Luft beinahe dasselbe Volumen haben, wodurch eine der wesentlichen Bedingungen einer guten Verbrennung des Gases |56| unerfüllt bleibt, nämlich die einer differenzirten Einströmungs-Geschwindigkeit.

Eine Berechtigung könnte der Lundin'sche Apparat nur da haben, wo ein Eisenwerk durchaus auf Sägespäne angewiesen wäre, weil Sägespäne sich nicht wohl ökonomisch trocknen lassen; die Sägespäne-Eisenindustrie wird jedoch nie mit der Steinkohlen-Eisenindustrie concurriren können.

Die mit dem Lundin'schen Ofen erhaltenen Resultate – 12,5 Wiener Kubikfuß Sägespäne zum Schweißen von 100 Pfd. Eisen – zeigen auch, daß diese Heizung nicht ökonomischer ist als die gewöhnliche Feuerung ohne gasförmige Brennstoffe. Das genannte Volumen Sägespäne wiegt trocken nahezu 100 Pfd., und bei gewöhnlicher Feuerung mit Steinkohle ist der Verbrauch 80 Pfd. per 100 Pfd. Eisen.

Als zweiten Vortheil der Lundin'schen Construction führt Hr. Tunner die Möglichkeit der Verwendung von Brennstoffen kleinen Aggregatzustandes an.

Da man aber aus Steinkohlenklein, Torfpulver etc. für 8 Francs = 33 3/4 fl. per Tonne Konglomerate darstellen kann, welche in ihrer Qualität die besten Stückkohlen übertreffen, so ist schwer abzusehen, welchen Vortheil diese directe Benutzung gewähren soll, denn selbst bei 100 Quadratfuß Rostfläche der Gasgeneratoren wird man nie reines Brenngas erhalten, weil es nicht möglich ist diese Fläche stets gleichförmig zu bedecken.

Als dritten Vortheil des Lundin'schen Ofens bezeichnet Hr. Tunner die Möglichkeit, schwefelreiche Steinkohlen bei der Erzeugung und Veredlung von Stabeisen etc. verwenden zu können, indem er annimmt, daß die Gase von dem Schwefelgehalte des Brennmaterials, der sich im Generator in schweflige und unterschweflige Säure verwandelt, vollständig (?) befreit werden.

Als vierten Vortheil führt er an: daß die Benutzung der Wärme-Regeneratoren wesentlich erleichtert und befördert, zum Theil sogar erst hierdurch möglich gemacht werde!

Die Anwendung der Regeneratoren wird dadurch möglich gemacht, daß man die Theerdämpfe mittelst Abkühlung entfernt und somit den besten Theil des Brennstoffes opfert, und das thut ja Hr. Siemens auch, aber die Absonderung der Wasserdämpfe hat mit der Anwendung der Regeneratoren nichts zu schaffen.

Wie es sich mit der bedeutenden Ersparung an Brennstoff verhält, welche Hr. Tunner als fünften Vortheil aufführt, haben wir oben gezeigt.

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Als sechster Vortheil wird die längere Dauer der Oefen bezeichnet. Wir haben keinen Grund, eine längere Dauer der Oefen zu bezweifeln, aber sicherlich nicht wegen der Ursachen, denen Hr. Tunner dieselbe zuschreibt.

Alkalische Bestandtheile sind in richtig ausgeführten und betriebenen Gasfeuerungen nicht zu finden, daher in dieser Beziehung Hr. Lundin nichts Neues geleistet hat.

Daß die heißen Wasserdämpfe den Ofen zerstören, ist keineswegs erwiesen. Daß Wasserdämpfe, in einen Fayenceofen geleitet, dessen Temperatur erhöhen, rührt nur davon her, daß dadurch das specifische Gewicht der Verbrennungsproducte vermindert und folglich der Zug verstärkt wird, so daß der leichteste Theil der Asche, die Kieselsäure, fortgerissen und die Temperatur durch Mehrverbrauch an Brennstoff erhöht wird.

Die wirkliche Ursache der längeren Dauer der Ofenwände besteht darin, daß die Verbrennungsproducte durch ein Gebläse in den Ofen gestoßen wurden, daher keine Luft durch Thüren und Fugen in das Innere des Ofens gelangen kann, welche sonst an den Ofenwandflächen hinstreicht und dort Eisen verbrennt, das dann die Wände angreift.

Als siebenter Vortheil endlich wird angegeben, daß die gebildete Essigsäure und der Theer leicht als Nebenproducte gewonnen werden können; der Werth derselben ist jedoch wegen ihrer starken Verdünnung mit Wasser gewiß nicht hoch anzuschlagen.

Ohne dieß unter den Vortheilen der Lundin'schen Construction aufzuzählen, gibt Hr. Tunner an, daß sich mit diesem Ofen die Production im Vergleich mit einem Ekman'schen Kohlengas-Schweißofen verdoppelt, der Brennstoffverbrauch aber um 1/7 vermindert habe, und auch der Eisenabbrand um 1 Procent.

Daraus geht nur hervor, daß der Ekman'sche Gas-Schweißofen noch schlechter war als die gewöhnliche Feuerung ohne vorläufige Verwandlung der Brennstoffe in Gas.

Wenn der Lundin'sche Schweißofen wirklich mehr producirt, so ist dieß nur einem durch das Gebläse ermöglichten größeren Brennstoffaufwand zuzuschreiben, nicht aber einer vollkommenen Verbrennung, welche sich durch eine effective Brennstoff-Ersparniß erweisen müßte, die nach den gemachten Angaben fehlt, denn 100 Pfd. Sägespäne (trocken) sind gleich 50 Pfd. Steinkohle, die man sonst per 100 Pfd. Eisen zum Schweißen braucht.

Die Siemens'schen Regeneratoren finden aber nirgends eine unglücklichere Anwendung als bei Puddel- und Schweißöfen, weil die abgehende Wärme dieser Oefen, indem man damit Dampf zum Betriebe der |58| Hämmer und Walzwerke erzeugt, die Hälfte des zum Puddeln und Schweißen erforderlichen Brennstoffes neuerdings zu verwerthen gestattet, während die Regeneratoren diese Wärme zum theilweisen Ersatz derjenigen Wärmemenge verwenden, welche durch Abkühlen der Gase verloren geht.

XIII. Ueber Glas-Schmelzöfen mit Gasfeuerung und Regeneratoren.

Auf meinen letzten Artikel über Regenerativ-Oefen (Nr. XI der pyrotechnischen Rundschau, Bd. CLXXXII S. 216) hat Hr. Hermann Pütsch in diesem Journal Bd. CLXXXIII S. 25 eine Entgegnung veröffentlicht, welche in der Hauptsache in einer Anpreisung der mit Glas-Schmelzöfen seiner Construction erhaltenen Resultate besteht, bezüglich deren ich es jedem Glasfabrikanten überlassen kann, sich selbst ein Urtheil zu bilden.

Hinsichtlich des Brennstoffes, welchen der Calcinirosen verbraucht, weiß Jeder, welcher Flaschenglas-Fabriken besucht hat, wo die Mischung gefrittet wird, daß man diese Operation in Oefen auszuführen pflegt, welche an den Schmelzofen angebaut sind und die von der abgehenden Wärme des Schmelzofens durchzogen werden.

Hr. Pütsch stellt mich als einen bloßen Theoretiker hin, sieht daher großmüthig von der praktischen Seite der Reichschaler, Silbergroschen und Pfennige ab und rechnet mit mir in Pfunden, d.h. nach dem Gewichte des Glases und Brennstoffes. – Ich habe aber, wenn von Holz oder Torf und von ökonomischen Endresultaten die Rede ist, nicht das Gewicht des künstlich getrockneten Holzes angegeben, sondern dasselbe von dem Consum in Klaftern hergeleitet. Eine Reduction auf Pfunde, d.h. auf gleiche Einheit, wie die, in welcher die Leistung ausgedrückt ist, war schon deßwegen nothwendig, weil in den zahlreichen deutschen Staaten das Verhältniß zwischen Gewicht und Maaßen sehr verschieden ist.

Das Verhältniß zwischen dem Gewichte des Holzes und dessen Volumen betreffend, geben bekanntlich 108 preußische Kubikfuß 3 1/3 Kubikmeter; 108 metrische (schweizerische oder badische) Kubikfuß geben aber 2,9 Kubikmeter und wiegen 1200 Kilogr., während Hr. Pütsch 3 1/3 Kubikmeter zu demselben Gewichte annimmt.

Die Parallele, welche Hr. Pütsch am Ende seines Aufsatzes bezüglich der Rentabilitätsfrage zwischen seinen Regenerativ-Oefen mit feuchten Brennstoffen und den Gasöfen mit Trocknung der Brennstoffe und Gebläse zieht, fällt nicht schwer in's Gewicht.

Bekanntlich erfordern die Regenerativ-Oefen eine sich sehr oft wiederholende |59| Reparatur, während einigermaßen gut construirte Gebläse Oefen ein volles Jahr aushalten.

In Bellelaie sind die Häfen zur Darstellung von Fensterglas mit Sulphat 6 Wochen in Gebrauch, ein Beweis, daß weder Stichflamme noch Flugasche dieselben im mindesten angreift.

Ebensowenig ist die Hitze aus den Arbeitslöchern stechender als bei irgend einer Art von Glas-Schmelzöfen.

Wenn bei den Gebläse-Oefen in Folge ihrer längeren Dauer das Ofenmaterial fast ganz unbrauchbar wird, so vermuthe ich, daß in Thalern und Groschen ausgerechnet, die Bilanz zu Ungunsten der Regenerativ-Oefen ausfallen wird.

Die Abhängigkeit der Regenerativ-Oefen von Witterungs-Einflüssen ist eine bekannte Thatsache, daß hingegen ein Gebläse von denselben unabhängig macht, wird kein Techniker bestreiten.

Die Mehr-Arbeit, welche das Trocknen von Holz und Torf bei den Gebläse-Oefen veranlaßt, besteht darin, daß der Schürer den Holztrocknungs-Wagen bis 16 Fuß weit auf einer Eisenbahn an sich zieht.

Das Herbeischaffen von 50 Holz gegen 100, welche der Pütsch'sche Regenerativ-Ofen erheischt, kann unmöglich eine größere Anzahl von Arbeitern erfordern.

Ebensowenig kann ein auf die Hälfte reducirter Brennstoffverbrauch ein erhöhtes Betriebscapital bedingen.

Was die Räume zum Trocknen des Holzes betrifft, so sind dieselben muthmaßlich einschließlich Schmelzofen und Gas-Generatoren kleiner als diejenigen, welche ein Regenerativ-Ofen mit horizontalen Regeneratoren (wie sie Hr. Pütsch construirt) und abgesonderten Gas-Generatoren erheischt.

Ich kann Hrn. Pütsch durch Augenzeugen beweisen, daß der Zuführungscanal zum Kamin bei einem Siemens'schen Regenerativ-Ofen auswendig glühend geworden ist; wie hoch wird dann wohl die Temperatur im Kamine gewesen seyn?

Schornstein-Dimensionen, mit denen die Praxis nichts zu thun hat, würden nöthig seyn, wenn die Praxis in ihrer Unwissenheit Widerstände veranlaßt, welche anders nicht zu überwinden sind.

XIV. Anwendung der Brennstoffe in Kugelform.

Nach einer Mittheilung des Hrn. Prof. Dr. Lindner im Jahresbericht der landwirthschaftlichen Centralschule Weihenstephan 1864/65 (daraus im bayerischen Kunst- und Gewerbeblatt, 1866 S. 113) hat derselbe Torf und Holz, welche in die Form von Kugeln gebracht waren, |60| im Vergleiche mit Stücken oder Scheiten derselben Brennstoffe auf ihr Wasser-Verdampfungs-Vermögen untersucht und ist dabei zu dem Resultate gelangt, daß erstere doppelt so viel Wasser verdampfen als letztere.

An der Wahrhaftigkeit seiner Angaben ist nicht zu zweifeln; die erwähnten Resultate beweisen aber, daß die Versuche ohne Umsicht und ohne wissenschaftliche Methode angestellt wurden.

Zu jedem Versuche wurden 10 Pfd. Brennstoff entweder in Scheiten oder in Kugelform verwendet. Derselbe wurde unter einem Destillirapparate verbrannt, die Dauer der Wirkung und die Menge des verdampften Wassers notirt.

Vor Allem ist es fehlerhaft, bei solchen Versuchen den Brennstoff sich ganz aufzehren zu lassen, da natürlich je nach der Größe der Stücke, der Rost gegen Ende des Versuches ungleich bedeckt seyn wird.

Ferner ist es einleuchtend, daß ungleiche Form und Größe der Brennstoffstücke der durchströmenden Luft ungleichen Widerstand darbieten, und daß daher solche Versuche nur dann vergleichbar werden, wenn man die Wirkung des Kamines gleich macht, so daß in der Zeit-Einheit gleich viel Brennstoff verzehrt wird.

Wäre von Hrn. Dr. Lindner zu seinen Versuchen ein sehr schwach wirkender Kamin benutzt worden, so hätte er eben so gut zu dem Resultate gelangen können, daß die größeren rechteckigen Stücke und Scheite mehr Wasser verdampfen als die Kugeln, weil dann diese durch ihren größeren Widerstand mehr unverbrannte Gase ausgegeben hätten, während jene zu einer vollkommeneren Verbrennung sich geeignet hätten.

Bei gegebenem Kamine aber wäre eine Modification der Schichthöhe des Brennstoffes auf dem Roste für verschiedene Größe der Stücke ein Mittel gewesen, die Versuche wirklich vergleichbar zu machen.

Wie ich durch meine in diesem Journal Bd. CLXXXI S. 1 u. 81 veröffentlichten Versuche gezeigt habe, kommt es darauf an, daß die zugeführte Luft im richtigen Verhältnisse zu der Oberfläche des Brennstoffes steht; da aber die Größe der Stücke und deren Form den Zug modificirt, so muß dieser Factor in Rechnung gebracht werden, um die Versuche vergleichbar zu machen.

10 Pfd. Scheite von 4 Centimetern im Quadrate und 20 Centimetern Länge würden – das specifische Gewicht von Fichtenholz zu 0,56 angenommen – 31 solcher Stücke geben und deren Gesammt-Oberfläche würde 0,992 Quadratmeter betragen. Wenn nun 11 Fichtenholz-Kugeln auf 1 Pfd. gehen, so sind für 10 Pfd. 110 Stück derselben erforderlich und dieselben haben dann eine Gesammt-Oberfläche von 0,497 Quadratmetern.

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Darnach hätte die den 10 Pfd. Scheiten zugeführte Luftmenge zweimal so groß seyn müssen, als diejenige deren die Kugeln bedurften. Da aber die Scheite dem Luftzuge weit weniger Widerstand darbieten als die Kugeln, so ist die Luftmenge nicht nur doppelt so groß gewesen, sondern um ein Bedeutendes größer. In Folge hiervon sind die Verbrennungsproducte durch Luft-Ueberschuß sehr verdünnt worden, der Nutzeffect wurde sehr klein und die Dauer der Verbrennung sehr kurz.

Wenn Hr. Dr. Lindner diese Verhältnisse gehörig berücksichtigt hätte, so wäre er sicher nicht zu dem Resultate gelangt, daß die Kugelform des Brennstoffes den Nutzeffect verdoppele und ein „bewährter Pyrotechniker“ wäre nicht in Versuchung gekommen, im bayerischen Kunst- und Gewerbeblatt a. a. O. die absurde Behauptung aufzustellen, daß dasselbe Brennmaterial in Kugelform 6542 Wärme-Einheiten gibt, während es in Form von Scheiten nur 4900 W. E. gibt.

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Hr. Albert Pütsch, welcher im polytechn. Journal Bd. CLXXXIII S. 368 eine Beschreibung des Lundin'schen Gas-Schweißofens nach beigegebenen Zeichnungen geliefert hat, erwähnt, daß nach den Angaben der HHrn. Rinman und Westman, um den Theer für nur einen Schweißofen aus den Gasen niederzuschlagen, in 24 Stunden im Sommer das bedeutende Quantum von 8640 Kubikf. Wasser erforderlich ist, woraus für viele, namentlich mit Dampf betriebene Eisenwerke die factische Unmöglichkeit folgt, mit Lundin's Condensatoren zu arbeiten. – Wir bemerken, daß jene Abhandlung des Hrn. Pütsch dem Hrn. Schinz bei Einsendung seiner Kritik des Lundin'schen Ofens noch nicht bekannt war.

A. d. Red.

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