Titel: Friedmann's Kohlenoxyd-Gasheizung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1874, Band 214, Nr. XC. (S. 354–359)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj214/ar214090

XC. Friedmann's Kohlenoxyd-Gasheizung für Schiffsdampfkessel.

Mit Abbildung.

Der Berichterstatter über das Marinewesen der Wiener Weltausstellung 1873, Civilingenieur Alexander Friedmann, hat im 63. Hefte des officiellen Ausstellungsberichtes die Grundzüge über die Anwendung der Kohlenoxydgasheizung für Schiffsdampfkessel niedergelegt. Die hohe Wichtigkeit der Einführung einer gegenüber der jetzigen so einfachen Heizmethode und eine gleichzeitige Aussicht auf hierbei zu erzielende Ersparnisse im Kohlenverbrauche machen es erklärlich, wenn einem solchen sowohl für die Kriegs- als Handelsschifffahrt weittragenden Projecte eine Besprechung gewidmet wird.*

Friedmann schlägt vor, auf den Dampfschiffen Schachtöfen in der beiläufigen Größe und Form der zum Schmelzen des Eisens dienenden Cupolöfen, und zwar ohne jedweden Feuerrost, aufzustellen, dieselben mit gut verschließbaren Gichtöffnungen und mit Gasauffangvorrichtungen zu versehen und mittels Ventilatoren oder sonstigen Gebläsen und mittels Anwendung von Zuschlägen (Kalk) behufs Verwandlung der Rückstände in flüssige Schlacke zu betreiben.

Nachstehende Abbildung** gibt einen solchen Ofen im Verticalschnitt.

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aa ist der Schacht, b das Gestelle des Ofens. c bezeichnet den Gichttrog, durch welchen die Kohlen von Zeit zu Zeit tonnenweise in den Ofen hinabgelassen werden; derselbe ist nach Art eines Tabernakels so combinirt, daß sowohl während des Kohlenladens als während des Hinablassens der Kohle in den Ofenschacht die Gichtöffnung stets geschlossen bleibt.

Textabbildung Bd. 214, S. 355

Denkt man sich nun den Ofen bis ee mit Kohle gefüllt und unten im Gestelle b entzündet. Die durch die Düsen i eintretende Gebläseluft verbrennt die Nächstliegende Kohlenschichte zu Kohlensäure; dieselbe steigt aufwärts und reducirt sich durch die Berührung mit den nächst höher gelegenen glühenden Kohlen zu Kohlenoxydgas, welches nun nebst den sonstigen Destillationsproducten der oberen Schichten ziemlich abgekühlt (mit circa 150° C.) zum Gasfang hh kommt und auf möglichst kurzem Wege durch eine Rohrleitung nach den Feuerstellen der Dampfkessel abgeführt wird. Hier erfolgt die eigentliche Verbrennung des Gasgemenges nach einer der bekannten Methoden.

Durch die Verbrennung der Kohle nächst den Düsen i wird in deren Niveau eine hohe Temperatur erzeugt, bei welcher die durch Zuschläge leicht schmelzbar gemachte Schlacke niederschmilzt und auf den Boden sich ansammelt, von wo sie zeitweilig durch die Oeffnung m abgelassen wird.

Was den rein ökonomischen Theil der Friedmann'schen Kohlenoxydgasheizung betrifft, so erwähnt Ingenieur Fassel a. a. O. folgendes. |356| Ein Kilogramm guter Steinkohlen besitzt einen totalen Heizwerth von 7500 Wärmeeinheiten; hiervon gehen bei der Verbrennung in den Schiffskesseln, bereits im günstigsten Falle, 2100 Wärmeeinheiten durch die mit den gasförmigen Verbrennungsproducten abziehende Wärme und etwa 300 Wärmeeinheiten durch Ausstrahlung verloren; durch ungleiche Beschickung und ungeregelte Luftzuführung, durch Eintreten von Luft bei den Heizthüren, sowie durch Mittelmäßigkeit der Bedienungsmannschaft ergibt sich zumeist nur ein nutzbarer Heizwerth von 3700 Wärmeeinheiten (und oft auch darunter), also weniger als 50 Proc. des totalen Heizwerthes. – Bei den Kohlenoxydgasheizungen ergebe sich, wenn keinerlei Abkühlung und kein Gasverlust stattfände, daß in den Feuerstellen der Dampfkessel durch ein Kilogramm Kohle – da dann die Verbrennung als vollkommene aufzufassen ist – 7500 Wärmeeinheiten abgegeben werden.

In den für die Gasheizung eigens construirten Kesseln werden – wegen der Möglichkeit der Anwendung bedeutend engerer Siederohre und wegen geringerer Abkühlungsflächen, im Vergleiche zu den jetzigen Schiffskesseln – jedenfalls 75 Proc. der in den Feuerkisten entwickelten Wärmemenge den Kesseln nutzbar zugeführt werden können; dies wären somit 5625 Wärmeeinheiten für jedes Kilogramm im Schachtofen aufgeworfener Kohle. Es ist schwer anzunehmen, daß der durch diese Heizung gegenüber unseren heutigen Schiffskesselheizungen gewonnene Ueberschuß von 1925 Wärmeeinheiten für je ein Kilogramm verwendeter Kohle durch Abkühlungs- und Gasverluste gänzlich aufgezehrt werden sollte.

Daß die Verbrennung der Kohle zu Kohlensäure mit darauf folgender Reducirung dieser zu Kohlenoxydgas und endlicher Verbrennung des letzteren – bei Ausschluß von Abkühlungen und Gasverlusten – als eine vollkommene aufzufassen sei, geht aus den durch Versuche aufgestellten Fundamentargesetzen hervor, daß 1) gleichviel Wärme beim Verbrennen des Kohlenstoffes entwickelt wird, ob die Verbindung mit Sauerstoff auf einmal oder in Zwischenstufen erfolgt und daß 2) bei der Zerlegung einer Verbindung gerade so viel Wärme gebunden wird, als bei ihrer Bildung frei wurde.

Die schädlichen Einflüsse, welche die Vollkommenheit des Processes bei der beschriebenen Kohlenoxydgasheizung beeinflußen, sind durch Versuche ziffermäßig festzustellen; sie bestehen aus den trotz guter Verkleidungen jedenfalls auftretenden Wärmeverlusten durch Ausstrahlung beim Schachtofen sowohl als bei den Zuleitungsröhren; aus directen Gasverlusten bei jedesmaligem Beschicken durch die Gichtöffnung – wenngleich dieselbe sehr gut constructiv hergestellt wird – und schließlich aus dem |357| Umstande, daß immerhin die Reducirung der Kohlensäure zu Kohlenoxydgas keine absolut durchgreifende sein könnte und noch eine geringe Menge Kohlensäure mit in die Rohrleitung gerissen würde, welche den Verbrennungsproceß dann bekanntlich etwas erschwert.

Gleichwohl ist anzuhoffen, daß bei andererseits guter Ausführung der Kohlenoxydgas-Heizanlagen noch immer eine Kohlenersparniß sich ergeben dürfte. Und selbst wenn man sich allen optimistischen Anschauungen in Bezug der Kohlenersparniß fern hielte, und wenn sogar möglicherweise gar keine Ersparniß in diesem Sinne resultiren sollte, so wird man sich gewiß mit jenen Vortheilen gerne begnügen, welche die Anwendung dieser neuen Heizmethode für die Kesselconstruction und namentlich für den Betrieb bietet – Vortheile, welche allein schon berufen wären, große Umwälzungen in der Wahl der Maschinen- und Kesselsysteme für die Dampfschifffahrt anzubahnen.

Die anzuhoffenden Errungenschaften wären folgende:

1) Die Construction der Schiffsdampfkessel würde sehr vereinfacht und das Eigengewicht derselben verringert werden können. An die Stelle der weiten Siederöhren könnten – wegen Nichtauftreten der Flugasche – engere Röhren treten, somit im selben gegebenen Raume mehr Heizfläche entwickelt, eine vollkommene Abgabe der Wärme an das Kesselwasser ermöglicht und die Temperatur der abziehenden Feuergase günstiger erniedrigt werden, was – ganz abgesehen vom höheren pyrometrischen Effecte der Gasheizungen – dem Güteverhältniß der Kessel zu Gute käme. Eine durchgehende Umwälzung der Kesselconstructionen würde gewiß eintreten; die runden Formen würden das Feld behaupten, die Kastenkessel ganz verdrängt werden und durchwegs mit Leichtigkeit höhere Dampfspannungen angewendet werden können. Auch die Dauer der Kessel würde erhöht werden, da die Reinigung der runden Hochdruckkessel leicht fällt, und es auch keinem Anstande unterliegen dürfte, die eigentlichen Verbrennungsräume, welche am meisten durch die Wärme beansprucht werden, zum Abnehmen und Auswechseln einzurichten; die Kesselwechslungen überhaupt könnten leicht und ohne große Unterbrechung der Dienstleistung des betreffenden Schiffes vorgenommen werden, da kleinere Kesseltheile als jetzt zur Anwendung kommen dürften. Schließlich würden die Schiffskessel im Ganzen genommen dann weniger Raum im Schiff erheischen und auch raschere Dampferzeuger sein als jetzt, da viel mehr Heizfläche in einem bestimmten Raume untergebracht werden könnte, als bis jetzt möglich war.

2) Der Betrieb der Schiffsdampfkessel würde ungemein erleichtert werden. Bei einem Kesselcomplexe von beispielsweise 1000 nominellen |358| Pferdekräften (2000 Quadratmeter Heizfläche), dessen Bedienungsmannschaft für Rostfeuerungen pro Wache, außer dem eigentlichen Wartungspersonals, aus beiläufig 20 Heizern und Kohlenziehern besteht, würden bei Anwendung der Gasheizung etwa 5 Mann genügen, welche nur die Kohlenzuführung und die Schlackenabfuhr zu besorgen hätten. Dies gäbe eine Verminderung des Heizpersonales auf ein Viertel des jetzigen Standes, und ist hierbei wohl in Erwägung zu ziehen, daß zum Geschäfte der Kohlenzufuhr und der Schlackenwegschaffung weder Intelligenz noch Schulung nöthig erscheinen – zwei Factoren, deren jeweiliger Mangel bei Heizern unserer heutigen Feuerungsanlagen ganz wesentlich in die Waageschale fällt, da durch einen bezüglichen Mangel die ganze Betriebsfähigkeit der Schiffsmaschine in zeitliche Frage gestellt wird. Die Nutzbarmachung der der Kohle innewohnenden Heizkraft würde durch die Gasheizung nicht mehr vom Bedienungspersonale, von dessen individueller Ausdauer und von sonstigen schwankenden Fähigkeiten abhängig sein; es entfiele das sogenannte nutzlose Aufwerfen und das noch bekanntere Wegwerfen der halbverbrannten Kohle und des Kohlenstaubes, das Eintreten der kalten Luft über den Rosten und die hiermit verbundenen Nachtheile im Kohlenverbrauche und in der Kesselerhaltung; das Löschen der Feuer überhaupt und das Herausreißen der Kesselfeuer beim plötzlichen Sinken des Wassers in den Kesseln könnte rasch und gefahrlos erfolgen; das Reinigen der Feuer, das Putzen der Röhren und des Kamins würde ganz entfallen; die Verbrennung eine rauchlose sein und keinerlei Flugasche durch den Kamin auf Deck gelangen können; – kurz der Betrieb verspräche gegenüber gehalten den heutigen Verhältnissen ein ungemein gesicherter zu werden.

3) Kohlengattungen minderer Qualität könnten auf Schiffen in Verwendung treten, ohne weitere Schwierigkeiten beim Verbrennen derselben zu bieten, während jetzt diese Kohlengattungen vom Schiffskesselbetrieb wegen der bei ihrem Gebrauche auftretenden Unzukömmlichkeiten so ziemlich ganz ausgeschlossen bleiben müßten. Namentlich backende Kohlen werden mit zur Benützung gelangen können, was von hoher Wichtigkeit ist, da gerade diese – wegen ihres großen Wasserstoffgehaltes – einen besseren Heizwerth abgeben, während sie bei unseren Rostfeuerungen das am meisten ungern gesehene Heizmaterial sind.

4) Die Emancipirung von den ausländischen Kohlenmärkten könnte dann beinahe vollkommen angestrebt werden, was der vaterländischen Kohlenindustrie zu Gute käme.

Alle die vorbesprochenen ökonomischen und Betriebs-Vortheile zusammengehalten geben der Kohlenoxydgasheizung für Schiffskessel eine |359| große Zukunft; durch die gute Wahl der hierbei nöthig werdenden Detailconstructionen und durch die Gewinnung der bei der ersten Ausführung einer solchen Heizung auftretenden Erfahrungsdaten dürfte sie sich leicht überall Bahn brechen.

In Anbetracht der im Ganzen dann vorzüglichen Umgestaltung des Schiffskesselbetriebes und bei dem weiteren Umstande, daß derlei Kohlenoxydgasheizungen auch für bestehende Kessel angewendet werden können, hat das österreichische Reichs-Kriegs-Ministerium, Marine-Section, die Durchführung eines einschlägigen Versuches auf Sr. Maj. Panzerfregatte Drache (Maschine von 500 nominellen Pferdekräften), und zwar vorläufig für die halbe Kesselzahl derselben angeordnet. Die Detailausführung der zu diesem wichtigen Versuche nöthigen Mittel ist dem k. k. See-Arsenale zu Pola übertragen worden.

Z.

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Vergl. Ingenieur Fassel in den „Mittheilungen aus dem Gebiete des Seewesens“, herausgegeben vom k. k. hydrographischen Amte in Pola; 1874 S. 582.

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Aus dem officiellen Bericht über „Marinewesen“ von Alexander Friedmann, Civilingenieur in Wien. 133 S. in gr. 8. Mit 109 Holzschnitten und 19 lithogr. Tafeln. Preis 6 Gulden ö. W. Druck und Verlag der k. k. Hof- und Staatsdruckerei. Wien 1874.

Z.

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