Titel: Ueber Acetylenbrenner.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 308 (S. 171–177)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj308/ar308056

Beleuchtung.
Ueber Acetylenbrenner.1)

Mit Abbildungen.

Nachdem für die Entwickelung des Acetylens Apparate gebaut worden sind, welche bei sorgfältiger Behandlung jede Explosionsgefahr ausschliessen und regelnlässig arbeiten, hat sich die Beleuchtungstechnik an das Studium der Frage der Einrichtung der Brenner für Acetylen gemacht.

Die Construction neuer Brenner erfordert genaue Kenntniss der Bedingungen und Gesetze, die für die Verbrennung von Gasen gelten, auch machen sich die Unvollkommenheiten unzureichender Brenner nicht so leicht bemerkbar. Entweder treten dieselben erst nach längerem Gebrauche in Erscheinung, oder sie äussern sich in einem schlechten Lichteffecte, über den man sich nur durch photometrische Messungen klar werden kann. Letzterer Punkt ist jedoch von ausschlaggebendem Einflüsse. Jeder Preiscalculation eines Leuchtstoffes, sowie dem Vergleiche der verschiedenen Beleuchtungsarten muss eine bestimmte Lichtstärke zu Grunde gelegt werden. Wird durch ungeeignete Brenner die Lichtstärke vermindert, so ändert sich damit natürlich der Preis und man kommt so zu ganz falschen Resultaten. Auf diese Weise kann das Acetylen, das schon zu dem heutigen Preise nächst dem Auer-Lichte das billigste Beleuchtungsmittel ist, durch schlechte Brenner zu dem theuersten werden.

Maassgebend für die Brennerconstruction ist die genaue Kenntniss der chemischen und physikalischen Eigenschaften des Acetylens und der Gesetze der Verbrennung; und nur unter Berücksichtigung dieser Fragen darf man hoffen, zu einer befriedigenden Lösung zu gelangen.

Da wir die einschlägigen Kenntnisse hier voraussetzen dürfen, gehen wir zu den Einzelheiten der Acetylenbrenner über.

Bekanntlich hat das Acetylen beinahe dasselbe specifische Gewicht wie die Luft und braucht deshalb einen stärkeren Druck als das leichtere Steinkohlengas. In demselben Maasse, wie der Druck des ausströmenden Gases wächst, wird zugleich ein stärkerer Luftstrom mitgerissen. Hierbei ist derjenige Punkt festzuhalten, wo die Luftmischung die günstigste ist. Da das Acetylen ausserdem bedeutend mehr Kohlenstoff enthält als das Steinkohlengas, so muss die Mischung mit Luft eine viel innigere sein, um denselben vollständig zu verbrennen und die Ausscheidung von Russ zu vermeiden.

Die Berührungspunkte zwischen Acetylen und der Verbrennungsluft können dadurch vermehrt werden, dass das erstere durch Mischung mit einem anderen Gase verdünnt wird. Man kann dazu entweder indifferente nicht brennbare Gase, wie Luft oder Stickstoff, oder brennbare, wie Wasserstoff oder Methan, wählen. Da Gemische von Acetylen und Luft innerhalb weiter Grenzen explosiv sind, so lässt man in diesem Falle die Mischung vortheilhaft erst in dem Brenner unmittelbar vor der Verbrennung stattfinden. Die Luftzuführung geschieht dann wie bei dem Bunsen-Brenner, ist jedoch so zu regeln, dass nicht eine entleuchtete Flamme entsteht.

Zahlreiche Brenner sind nach diesen Principien schon hergestellt worden, vergeblich sucht man aber in der Litteratur nach Grundlagen zur Begründung eines Urtheiles über dieselben, nach einer auf Zahlen gestützten photometrischen Beweisführung.

Aus diesem Grunde hat Verfasser eine grosse Anzahl von Brennern, von fremden sowohl als auch von denjenigen, zu denen die Ergebnisse der Untersuchungen in dem Laboratorium des Dr. O. Münsterberg (jetzt Allgemeine Carbid- und Acetylen-Gesellschaft Berlin) geführt haben, gemessen und theilt in Folgendem sowohl diese Ergebnisse selbst als auch die daraus folgenden Schlussfolgerungen mit.

Nachdem die Gründe erkannt waren, welche die Verwendung von Steinkohlengasbrennern für Acetylen verhinderten, lag es nahe, dieselben Grundprincipien beizubehalten und nur nach den erkannten Gesichtspunkten umzuformen. Man konnte dies erreichen, indem man die Ausströmungsöffnung der Gasbrenner verengte und das Acetylen unter erhöhtem Druck zuleitete. Ueber den besten Druck schwanken die Angaben zwischen 25 bis 150 mm. Im Allgemeinen steigt der Nutzeffect eines Brenners mit dem Drucke. Die Zunahme ist jedoch nicht gleich, sondern steht im Verhältnisse zu dem Ausströmungscoëfficienten, der für jeden Brenner eine annähernd feststehende Grösse, für die einzelnen Brenner aber verschieden ist. Wird der Druck stetig gesteigert, so wird ein Punkt erreicht, wo das ausströmende Gas zum Theil unverbrannt entweicht. Die Flamme verliert dann ihre Form, wird hoch, zischt und fängt an der Spitze an, zu russen. Auch dieser Punkt ist bei jedem Brenner je nach der Grösse der Oeffnung verschieden. Da ausserdem das Acetylen eine grosse Diffusions- und osmotische Geschwindigkeit hat, so ist schon aus diesem Grunde der Drucksteigerung eine natürliche Grenze gesetzt, – will man sich nicht beträchtlichen Gasverlusten aussetzen.

Es folgt daraus, dass sich ein fester Universalbrenndruck für alle Brenner nicht angeben lässt, sondern dass derselbe für die verschiedenen Brenner verschieden ist. Will man mit derselben Leitung mehrere Brennsysteme speisen, so muss man, um allen Vorzügen und Nachtheilen gerecht zu werden, einen Mitteldruck wählen, den der Verfasser mit 80 mm für passend hält. Hat man nur Brenner eines Systemes, so wird man dementsprechend einen anderen Druck, wie er z.B. aus den folgenden Tabellen hervorgeht, annehmen, in keinem Falle dürfen aber 150 mm überschritten werden.

Es sei hier noch ein Punkt erwähnt, der von grösster Bedeutung für die Ergiebigkeit der Acetylenflamme, sowie für die richtige Ausführung und Deutung der photometrischen Untersuchung ist.

Die Helligkeit des Acetylenlichtes wird durch Verunreinigungen erheblich geschwächt und die Güte des Carbids ist daher eine mit entscheidende Frage. Zur Zeit werden besonders von Amerika minderwerthige Sorten in den Handel gebracht. Bei vergleichenden Messungen muss man sich davon überzeugen, dass dieselben mit einem gleichartigen Product angestellt werden, da man sonst zu ganz falschen Ergebnissen gelangen kann. Deshalb sind auch alle Angaben, die sich von verschiedenen Seiten über verschiedene Brenner vorfinden, niemals ohne weiteres mit einander zu vergleichen, und alle derartige Bestimmungen haben nur Werth, wenn sie von derselben Seite angestellt |172| sind, so lange wenigstens, bis die Fabrikation des Carbids so weit vorgeschritten ist, dass man von einer einigermaassen gleichen Zusammensetzung desselben reden darf. Vorläufig unterscheiden sich die einzelnen Handelssorten so stark, dass derselbe Brenner ein um viele Kerzen verschiedenes Licht gibt, je nach dem Carbid, welches das betreffende Acetylen erzeugt hat.

Man könnte nun das Acetylen von seinen Verunreinigungen ganz befreien und die Messungen mit dem reinen Gase vornehmen, um sicher zu sein, richtige Werthe für die einzelnen Brenner zu erhalten. Dagegen spricht aber der Umstand, dass die Verwendung vollkommen reinen Acetylens im Betriebe nicht anzurathen ist und man auf diese Art zu Ergebnissen kommen würde, welche mit der erhaltenen Leuchtkraft nicht übereinstimmen würden. Das reine Acetylen hat einen schwachen, nicht unangenehmen ätherischen Geruch, so dass eine Undichtigkeit der Gasleitung nur schwer sich bemerkbar machen würde. Der charakteristische, scharfe, unangenehme Geruch, der schon die geringsten Mengen dieses Gases verräth, rührt von den Verunreinigungen her, und zwar ist derselbe so stark, dass schon so geringe Spuren, die irgend eine schädliche Wirkung auszuüben nicht im Stande sind, zur deutlichen Wahrnehmung genügen. Von diesem Gesichtspunkte ausgehend, einerseits die Intensität der Flamme voll zu entwickeln, andererseits den Geruch des Gases zu erhalten, wird in den Apparaten der Allgemeinen Carbid- und Acetylen-Gesellschaft das Acetylen einem besonderen Reinigungsprocesse unterworfen, welcher die schädlichen Verunreinigungen auf das geringste Maass bringt, ohne dieselben vollkommen zu entfernen. Es ist zu betonen, dass eine vollkommene Ausnutzung der Leuchtkraft, sowie eine lange Haltbarkeit der Brenner in erster Linie mit bedingt werden durch die Güte des Carbids bezieh. die Art der Entwickelung und Reinigung des Acetylens.

Bei der Besprechung der einzelnen fremden und eigenen Brenner will der Verfasser eine Eintheilung einhalten, die sich aus Zweckmässigkeitsrücksichten empfiehlt.

I. Brenner für Acetylen allein:

  • a) mit einer oder mehreren von einander unabhängigen runden Oeffnungen (Strahlenbrenner),
  • b) mit zwei gegen einander geneigten Oeffnungen (Schmetterlingsbrenner),
  • c) Schnittbrenner.

II. Brenner für Acetylen mit Luftzuführung.

Strahlenbrenner.

Das aus einem runden Loch ausströmende Gas bildet eine hohe, wenig breite, im Horizontalschnitte lanzettliche Flamme. Fig. 1 zeigt einen Einlochbrenner, Fig. 2 einen Dreilochbrenner, die ganz aus Speckstein hergestellt werden; zwar werden ähnliche Brenner in Paris aus Aluminium angefertigt, doch ist für alle Acetylenbrenner Speckstein das empfehlenswertheste Material. Metall begünstigt als guter Wärmeleiter die durch die Hitze bewerkstelligte Zersetzung des Acetylens innerhalb des Brenners; Aluminium ist schon der geringen Haltbarkeit wegen nicht praktisch.

Textabbildung Bd. 308, S. 172

Die photometrischen Durchschnittsergebnisse, welche die verschiedenen Brenner mit einem und mehreren Löchern ergaben, sind folgende:



Brennersorte


Herkunft

Gas-
druck
in mm
Stündlicher
Gasverbrauch
in l


HK
Stündlicher
Gasverbrauch
für die Kerze
in l


Mittel
Einloch-
brenner

Paris
60
70
80

7

7
1,190
1,000
1,300

1,160
Einloch-
brenner A

Deutschland
60
70
80
6



0,925
1,030
1,000

0,985

Einloch-
brenner B

Deutschland
60
70
80
90
3

4
5
1,5
1,6
1,75
2,5
2,000
2,031
2,286
2,000

2,079

Zweiloch-
brenner

Deutschland
60
70
80
90

7

10½
2


2,875
2,545
1,944
1,310

2,163
Dreiloch-
brenner
Paris 60
80
17
20
20½
22
0,830
0,880
0,855

Dreiloch-
brenner

Deutschland
60
70
80
90
9
9
11
13



2,118
2,000
1,760
1,733

1,903

Vierloch-
brenner

Deutschland
60
70
80
90
10
11½
14¾
15

5
8
10
2,222
2,300
1,844
1,500

1,967

Fünfloch-
brenner

Deutschland
60
70
80
90
13
15
17
20


10
13
2,000
2,000
1,700
1,539

1,809

Aus dieser Zusammenstellung geht hervor, dass sowohl die absolute als auch die relative Helligkeit der Ein- und Mehrlochbrenner sehr mässig ist.

Die Erklärung dafür liegt erstens in der Form der Flamme. Die längliche, runde Form hat zur Folge, dass nur die Oberfläche derselben für die Lichtwirkung im Wesentlichen in Betracht kommt, während der Kern derselben dafür verloren geht. Einmal ist die Luftcirculation½ und in Folge dessen die Verbrennung dort nur eine unvollkommene, und dann werden noch die Lichtstrahlen, die von der Mitte der Flamme ausgehen, durch die Oberfläche der Acetylenflamme, welche sehr undurchlässig ist, absorbirt.

Die Wirkung jedes Brenners steigt mit dem Drucke und die Ergiebigkeit der einzelnen Brenner mit dem Ausströmungscoëfficienten; die grössten Werthe, die erreicht werden können, sind aber immer viel zu gering, um eine lohnende Verwerthung des Acetylens zu gestatten. Durch Vermehrung der Ausströmungsöffnungen wird nur die absolute Stärke gesteigert, die Nutzleistung aber nicht geändert. In den deutschen Brennern steigt mit der Anzahl der Löcher die Leuchtkraft bei 60 mm Druck von 1½ HK beim Einlochbrenner bis zu 6½ HK beim Fünflochbrenner, der stündliche Gasverbrauch für die Kerze beträgt aber bei beiden 2 l. Selbst wenn wir die Verbesserung der Leuchtkraft mit erhöhtem Druck in Betracht ziehen, so ändert sich doch das Verhältniss nur unwesentlich und der |173| Durchschnittsverbrauch für die Stunde und Kerze bleibt ziemlich gleich zwischen 1,8 bis 2 l für die verschiedenen Brenner. Eine Vergrösserung der einzelnen Oeffnungen bedingt jedoch eine Verbesserung der relativen Leuchtkraft. So verringert sich durch die grösseren Ausströmungsöffnungen der Verbrauch für die Stunde und Kerze auf die Hälfte, ungefähr auf 0,985 l für den Einlochbrenner A und für den Pariser Dreilochbrenner auf 0,855 l. Doch ist hierbei bald die Grenze erreicht, die mit Rücksicht auf das Russen der Flamme nicht überschritten werden darf. Im Ganzen ist also die Ausbeute dieser Brenner zu gering und lassen sie sich nur empfehlen, wenn ganz kleine Flämmchen verlangt werden, die mit anderen Brennern nicht zu erreichen wären.

Schmetterlingsbrenner.

Die Vergrösserung der Oberfläche der Flamme und Reducirung der Dicke wird in den Schmetterlingsbrennern erreicht.

Textabbildung Bd. 308, S. 173

Das Princip derselben besteht darin, dass zwei aus schrägen, gegen einander geneigten Bohrungen kommende Gasströme auf einander stossen und sich durch den Anprall zu einer flachen Gasschicht von Fächerform ausbreiten. Die Flammenebene steht demnach senkrecht zur gemeinsamen Schnittebene der beiden Bohrungen. Die bekanntesten Brenner dieser Art, die auch für Steinkohlengas und für fette Gase zur Verwendung kommen, sind die Bray-Brenner. Fig. 3 und 4 zeigen die Ansicht, Flammenform und Querschnitt eines solchen. Derselbe besteht aus einer Messingfassung, die den beide Bohrungen enthaltenden Kopf, der aus einer porzellanartigen Masse besteht, trägt. Im unteren Theile desselben befindet sich ein Sieb aus Gaze, um den Gasdruck und das Sausen der Flamme zu vermindern und zu regeln. Für Acetylen werden einige Nummern mit besonders feinen Bohrungen angefertigt, die bei der Untersuchung Folgendes ergaben:



Brennersorte


Herkunft

Gas-
druck
in mm
Stündlicher
Gasverbrauch
in l


HK
Stündlicher
Gasverbrauch
für die Kerze
in l


Mittel
00 Bray * 85 103 167 0,61 0,61
000 Bray * 85 73½ 126 0,58 0,58

0000

Bray
60
70
80
* 85
39
42
48½
57
85½
87½
93½
88½
0,456
0,480
0,519
0,64

0,485

0000

Bray
60
70
80
90
30
34
37
41
50½
54
56½
60½
0,594
0,629
0,655
0,677

0,639

Zum Vergleiche sind in dieser Tabelle drei Messungen angeführt, die bei der Firma Julius Pintsch ausgeführt und in einem Vortrage von Gerdes (Glaser's Annalen) angegeben sind. Es sind dies die drei mit einem Sterne versehenen Zahlen für Bray 00, 000 und 0000 bei 85 mm.

Bei letzterem zeigt sich ein bedeutender Unterschied. Während Gerdes bei 85 mm Druck eine Leuchtkraft von 88½ HK und einen Gasverbrauch in der Stunde und Kerze von 0,64 l findet, ist der Verfasser zu dem wesentlich günstigeren Ergebnisse von 93½ HK und nur 0,519 l gelangt. Da an der Genauigkeit der Pintsch'schen Messungen nicht zu zweifeln ist, so möchte Verfasser diese Differenz auf die Reinheit des angewandten Acetylens zurückführen.

Da die Pintsch'schen Untersuchungen schon vor längerer Zeit angestellt wurden, so nimmt Verfasser an, dass das damals benutzte Carbid an Qualität hinter dem seinigen zurückstand und daher die verhältnissmässig ungünstigen Angaben herrühren. Verfasser glaubt, dass mit einem noch reineren Acetylen ein noch viel grösserer Nutzeffect nachgewiesen werden kann. Jedenfalls zeigen schon diese Zahlen, dass der Werth von 0,6 l für die Stunde und Hefner-Kerze, der im Allgemeinen als das beste Resultat für Acetylen angegeben wird, viel zu hoch ist, hat sich doch schon bei Bray 0000 bei 60 mm 0,45 l gefunden. In diesem Sinne werden auch die von Gerdes für Bray 00 und 000 angegebenen Werthe corrigirt werden müssen. Es ist bestimmt zu erwarten., dass der Nutzeffect des Bray-Brenners mit der Grösse steigt und wie sich der Bray 0000 bedeutend günstiger stellt als der 00000, so werden sich die 000 und 00 in demselben Verhältnisse verbessern. Es kommt noch hinzu, dass ein Druck von 85 mm nicht günstig ist. Die Ergiebigkeit der Bray-Brenner nimmt, wie aus der Tabelle zu ersehen, nicht mit dem Drucke zu, sondern der günstigste Punkt liegt bei 60 mm. Bei einem schwächeren Drucke brennen sie leicht russend, während bei einer Steigerung die relative Leuchtkraft abnimmt. Es liegt dies wohl daran, dass bei einem zu starken Anpralle der beiden auf einander stossenden Gasströme ein Theil der Verbrennung entzogen wird und unverbraucht entweicht, so dass eine zu grosse Luftzufuhr entsteht, welche einen Theil des Kohlenstoffes bereits zu nichtleuchtenden Gasen verbrennt.

Die Bray-Brenner geben eine helle Flamme von angenehmer Form, sie sind billig und leicht zu ersetzen, haben aber den Nachtheil, sich leicht zu verstopfen.

Das Acetylen hat die Eigenschaft, sich in der Hitze zu polymerisiren. Es entstehen dadurch feste und flüssige Verbindungen, welche sich unter Abscheidung von Kohle zersetzen. Diese Zersetzungsproducte lagern sich grösstentheils aussen auf dem Brenner vor den Oeffnungen ab, können sich aber auch bei längerer Erhitzung in den engen Kanälen bilden. Die Flamme verliert dann ihre Gestalt und beginnt zu russen. Hat sich die Ablagerung nur aussen gebildet, so lässt sich dieselbe leicht durch Abbürsten entfernen, sind aber die Bohrungen verstopft, so kann eine Reinigung wegen der Enge der Kanäle und der Zerbrechlichkeit der Masse nicht mehr erfolgen, dann ist der Brenner auszuwechseln. Der Preis derselben ist so niedrig, dass ein häufiger Ersatz keine Rolle spielt, immerhin gehört dazu ein Wärter, der den Brenner beaufsichtigt und erneuert. Die Brenner empfehlen sich deshalb mehr für Fabriken und Werkstätten als für Wohnräume.

Dasselbe gilt auch von den Nachbildungen der Bray-Brenner, die von verschiedenen Firmen angefertigt werden und deren Ergiebigkeit nicht schlecht ist.

|174|

Zu den Bray-Brennern gehört auch ein Brenner, bei welchem auf einem gewöhnlichen Bray-Brenner ein Aufsatz von Messing angebracht ist, der senkrecht zur Flammenebene zwei Luftlöcher besitzt und andauernd russfrei brennen soll. Wie diese Vorrichtung ein Verstopfen der Kanäle und daraus folgendes Russen vermeiden soll, ist unerfindlich. Es zeigte sich, dass die einzige, kaum wahrnehmbare Wirkung darin besteht; dass die Flamme etwas nach unten gezogen und rund wird. Eine günstige Wirkung auf das Russen konnte nicht beobachtet werden.

Textabbildung Bd. 308, S. 174

Um die Verstopfungen der Bohrungen in Folge Zersetzung des Acetylens zu vermeiden, bot sich der naheliegende Weg, die Flamme von den Oeffnungen zu entfernen, indem man den Bohrungen eine solche Richtung gab, dass die Gasströme sich erst in einer gewissen Höhe über dem Brenner treffen. Dieser Gedanke ist auf verschiedene Art ausgeführt worden.

Einige Firmen behalten den Specksteinkopf bei, rücken nur die Oeffnungen weit aus einander und vergrössern den Brennerkopf so, dass derselbe eine champignonähnliche Form erhält, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt. Aehnlich ist der Brenner von Lebeau (Fig. 7) – welcher aus einer porzellanartigen Masse besteht und zwei den Bohrungen parallel laufende weite Kanäle hat, welche angeblich eine lebhaftere Luftzuführung und zugleich Kühlung bewirken sollen.

Textabbildung Bd. 308, S. 174

Auf demselben Grundgedanken beruhen eine Reihe von Brennern, die in verschiedenen Aenderungen von verschiedenen Seiten, z.B. von der Allgemeinen Carbid- und Acetylen-Gesellschaft in Berlin (G. M. Nr. 75791, Fig. 8 und 9), construirt wurden. Allen diesen Brennern ist die Anordnung zweier gebogener Röhren gemeinsam, welche die Gasströme in einem bestimmten Winkel auf einander treffen lassen, verschieden aber ist die Ausführung, die Länge und Biegung der Röhren, die Ausströmungsöffnung und die Neigung der Gasströme, welche Punkte für die Helligkeit des Lichtes von grosser Bedeutung sind. Dass die verschiedenen Abmessungen einen grossen Unterschied in der Wirkung ausmachen, geht aus folgender Tabelle hervor:



Brennersorte


Herkunft

Gas-
druck
in mm
Stündlicher
Gasverbrauch
in l


HK
Stündlicher
Gasverbrauch
für die Kerze
in l


Mittel


Champignon-
brenner


Paris
60
70
80
90
100
110
10
10
11
13½
14½
14½


11
13½
15½
16½
1,176
1,176
1,000
1,000
0,936
0,879


1,028

Champignon-
brenner

Deutschland
60
70
80
90
110
10
10
11½
13½
14½
9
10
11½
14
15½
1,111
1,000
1,000
0,964
0,936


1,002
Champignon-
brenner
Lebeau 80 13 12½ 1,040 1,040


Zweiröhren-
brenner G. M.


A. C. A. G.
60
70
80
90
100
110
13
13
16
16
18
18
15½
18
21
22½
25
25½
0,838
0,722
0,762
0,711
0,720
0,706


0,743

Die Champignonbrenner, die einander ähnlich sind, zeigen auch eine gleiche Intensität, während der Zweiröhrenbrenner sich wesentlich günstiger zeigt. Die Luftkanäle des Lebeau-Brenners erwiesen sich als wirkungslos, eine Erhöhung der Leuchtkraft findet nicht statt und ebenso wenig lässt sich ein Einfluss auf die Temperatur des Brenners, eine Erschwerung der Zersetzung des Acetylens und Verstopfung der Bohrungen nachweisen.

Die Form der Champignonbrenner ist nicht praktisch. Der grosse Kopf wirft einen starken Schatten und beeinträchtigt dadurch die Lichtwirkung. Dann müssen die Specksteinwände genau gearbeitet sein, da dieselben bei ungleichmässiger Erwärmung leicht springen. Die Herstellung ist nicht einfach und daher der Preis ziemlich hoch. Auch verstopfen sich die Löcher leicht und lassen sich nur bei vorsichtiger Behandlung reinigen.

Vortheilhafter erweisen sich die Zweiröhrenbrenner, deren Herstellung einfach und deren Lichtwirkung gut ist; die Oeffnungen können weiter sein, verstopfen sich in Folge dessen weniger und lassen sich gut reinigen.

In scheinbarem Widerspruche zu den bei den Bray-Brennern gefundenen Resultaten steht es, dass der Effect hier mit dem Drucke zunimmt. Es ist dabei in Betracht zu ziehen, dass die Gasströme hier nicht unmittelbar auf einander stossen, sondern erst einen mehr oder weniger langen Weg in der Luft zurücklegen. Dadurch wird der Anprall vermindert und die Wirkungen des erhöhten Druckes können sich nicht so fühlbar machen. Im Einklänge damit steht es, dass auch die Vortheile der Bray-Brenner nicht erreicht werden. Bei gleichem Gasverbrauche ist die Flamme und die Lichtwirkung geringer. Da die Kraft des Zusammenstosses nicht so gross ist, so breitet sich die Flamme nicht so weit aus und sie behält nun eine grössere Dichte. Der Nutzeffect dieser Brenner wird also immer hinter den Bray-Brennern zurückstehen, oder vielmehr sie würden dieselben erst bei einem Drucke erreichen, der sich von vornherein verbietet.

Die übrigen Vortheile dieser Brenner sind aber so gross, dass sie bei der Hausbeleuchtung den Vorzug verdienen. |175| Bei einem stündlichen Verbrauch von 0,7 l für die Kerze, den man bei richtiger Construction erreichen kann, stellt sich der Preis niedrig genug.

Man kann die Lichtwirkung verstärken, indem man mehrere Brenner zusammenstellt. Hierbei ist aber auf die Stellung sehr zu achten. Wie bereits erwähnt, ist die Acetylenflamme für Lichtstrahlen sehr undurchlässig. Werden zwei gleich starke Flammen neben einander angebracht, so erhält man nicht die doppelte Lichtwirkung, sondern eine viel geringere. Bei einer Gruppirung von fünf Flammen z.B. geht die mittelste Flamme für die Lichtwirkung vollkommen verloren, da die seitwärts ausgesandten Strahlen durch die zwei vorgelagerten Flammen gänzlich absorbirt werden.

Textabbildung Bd. 308, S. 175

Es muss daher die Lagerung derartig sein, dass die Strahlen jeder Flamme nach allen Seiten frei an den anderen Flammen vorbeigehen können. Solche Brenner werden beispielsweise von der Allgemeinen Carbid- und Acetylen-Gesellschaft in Berlin construirt. Fig. 10 und 11 zeigen die Anordnung dieses Brenners, und dahin zielende Messungen zeigen, dass hierbei in der That die doppelte Leuchtkraft erreicht wird.

Textabbildung Bd. 308, S. 175

Es ist auch ein Versuch gemacht worden, die Schmetterlingsbrenner für einen Rundbrenner mit Cylinder zu verwenden. Zu diesem Zwecke wird ein Specksteinring in einer runden Messinggalerie gefasst, der das Gas durch zwei gegen einander geneigte Oeffnungen zusammentreffen lässt (Fig. 12 und 13). Derselbe wurde mit und ohne Cylinder gemessen und lieferte folgende Ergebnisse:

Brennersorte Herkunft Gasdruck in mm Stündlicher Gas-
verbrauch in l

HK
Stündlicher Gas-
verbrauch für
die Kerze in l

Mittel
ohne
Cylinder
mit
Cylinder
ohne
Cylinder
mit
Cylinder
ohne
Cylinder
mit
Cylinder
Rund
bren-
ner
Deutschland 60
70
80
90
100
115

11
11
13¼
14
14

11
11½
14½
14¾
15½
5
6

11½
13¾
14½
0,949
1,000
0,957
0,914
0,905
0,903
1,850
1,833
1,467
1,152
1,018
0,965



0,938



1,381

Ohne Cylinder gibt der Rundbrenner ungefähr dasselbe Ergebniss wie der ähnlich construirte Champignonbrenner, die wenig höhere Leuchtkraft ist nur auf Zufälligkeiten in der Herstellung der Brenner zurückzuführen. Wesentlich geringer wird aber der Effect, sobald ein Cylinder aufgesetzt wird. Neben der Absorption des Glases spricht hierbei der Umstand mit, dass durch den Cylinder ein starker Luftzug nach oben verursacht wird, der die Richtung der Gasströme stark beeinflusst. Es wirken dann zwei Factoren auf das ausströmende Acetylen ein. Einmal der Druck, welcher dasselbe in der verlängerten Linie der Bohrungen vorwärts treibt, und zweitens die Luftströmung, welche es nach oben zieht. Der Gasstrom folgt dann einer neuen Richtung. Je schwächer der Druck, um so stärker ist die Abweichung von der normalen Richtung, um so spitzer der Winkel, in welchem die beiden Gasströme sich treffen, und um so geringer die Helligkeit der Flamme. Bei dem Drucke von 60 mm überwiegt der Zug nach oben so stark, dass überhaupt keine Schmetterlingsform mehr entstehen kann. Die Flamme hat dann die Form, wie in Fig. 14 angegeben. Je mehr dann der Druck zunimmt, um so mehr tritt der Zug nach oben zurück, und bei einem Drucke von 115 mm ist nur noch ein so geringer Unterschied zwischen der Intensität mit und ohne Cylinder, dass derselbe wohl fast ganz auf Rechnung der Absorption durch das Glas zu setzen ist.

Textabbildung Bd. 308, S. 175

Schnittbrenner.

Für offene Flammen kommen neben den Schmetterlingsbrennern noch die Schnittbrenner in Betracht. Die Gestalt eines solchen Schnittbrenners wird durch Fig. 15 veranschaulicht. Die Brennerköpfe der Schnittbrenner werden fast ausschliesslich aus Speckstein geschnitten. Dieselben besitzen ein leichtes Schraubengewinde, mit welchem sie entweder direct auf dem Gasarme aufgesetzt werden, oder sie werden damit zunächst in eine Messingfassung eingekittet und dann erst mittels Gewinde, das sich an der Messinghülse befindet, aufgeschraubt.

|176|

Eine andere Gestalt der Flamme wird durch die Hohlkopfbrenner (Fig. 16) erreicht. Die Bohrung im Kopfe ist entsprechend der äusseren Form des Brenners erweitert, so dass die Wandung überall gleich stark ist.

Textabbildung Bd. 308, S. 176

Schnittbrenner für Acetylen mit sehr engen Spalten werden in verschiedenen Ausführungen in den Handel gebracht. Einige photometrische Untersuchungen hatten folgendes Ergebniss:



Brennersorte


Herkunft

Gas-
druck
in mm
Stündlicher
Gasverbrauch
in l


HK
Stündlicher
Gasverbrauch
für die Kerze
in l


Mittel


Schnittbren-
ner Nr. 1 ½


Paris
50
60
70
80
90
110
20
24
28½
32½
35
41
20
22
30½
38
47
66½
1,000
1,091
0,934
0,855
0,745
0,616


0,873


Schnittbren-
ner Nr. 2


Paris
50
60
70
80
90
110
23
28
29
32
38
44½
35
50
53
56½
66
72
0,657
0,560
0,547
0,566
0,576
0,618


0,587

Schnittbren-
ner Nr. 2 ½


Paris
60
70
80
90
110
36
41
43
50
54½
59
70
72½
82
90
0,610
0,586
0,593
0,610
0,605


0,600

Schnittbren-
ner Nr. 3

Paris
60
70
80
90
36
41
44
51
70½
78
86
97½
0,510
0,526
0,512
0,523

0,514

Schnittbren-
ner klein


A. C. A. G.
60
70
80
90
110
14
20
24
27
31
22
35
35
49
54½
0,636
0,571
0,686
0,551
0,569


0,602
Schnittbren-
ner gross

A. C. A. G.
80
90
44
50
86
100
0,512
0,500

0,506

Aehnliche Ergebnisse werden auch mit den Brennern nach den G. M. Nr. 42647 und 42648 erhalten.

Das photometrische Ergebniss der Schnittbrenner ist als recht günstig zu betrachten. Abgesehen von dem kleinsten Pariser Brenner Nr. 1½, bei welchem der Spalt zu eng ist, werden Werthe erreicht, welche den besten Ergebnissen der Bray-Brenner gleichkommen. Ausserdem spricht die einfache Herstellung, der Preis, der noch etwas billiger ist als der der Bray-Brenner, sowie die Flammenform, die der gebräuchlichen der Steinkohlengasbrenner gleichkommt, zu deren Gunsten. Auch hier nimmt der Nutzeffect im Allgemeinen mit dem Drucke zu, doch ist die Zunahme, besonders bei den grösseren Brennern nicht bedeutend und wird sich ein Druck von 80 mm als bester im Durchschnitte empfehlen. Je grösser der Brenner ist, um so geringer ist der Spielraum, der dabei gelassen ist. Während der Brenner Nr. 1½ von 50 bis 110 mm gut brennt, lässt sich der Brenner Nr. 3 nur noch von 60 bis 90 mm, der grosse Brenner der Allgemeinen Carbid- und Acetylen-Gesellschaft sogar nur von 80 bis 90 mm Druck benutzen. Bei geringerem Drucke russt derselbe, während die Flamme bei stärkerem Drucke zischt und der Kohlenstoff unvollkommen verbrennt.

Bei der Enge der Spalte ist es unvermeidlich, dass sich die Schnittbrenner verstopfen. Dieselben lassen sich zwar leicht dadurch reinigen, dass man mit einem feinen, sägeartigen Instrument einmal durch den Schnitt streicht, immerhin bedürfen sie einer fortwährenden Controle und lassen sich in Folge dessen nicht für alle Fälle empfehlen.

Brenner mit Luftzuführung.

Die ganzen Schwierigkeiten der Verstopfungen fallen fort, wenn man das Acetylen mit anderen Gasen verdünnt und aus weiten Oeffnungen brennt. Als einfachstes Mittel erschien hierfür die Mischung mit Luft, die wegen der Explosivität zweckmässig erst im Brenner geschieht. So einfach es erscheinen mag, Brenner mit Luftzuführung zu construiren, so viele Schwierigkeiten haben sich bei der Ausführung gezeigt. Das Verhältniss zwischen Luft und Acetylen muss bestimmt und genau eingehalten werden, damit eine gute Leuchtwirkung erzielt wird. Ist die Luftmenge zu gering, so neigt die Flamme zum Russen, ist dieselbe zu gross, so tritt eine theilweise Entleuchtung ein und die Flamme schlägt leicht zurück, da die Mischung von Acetylen und Luft innerhalb weiterer Grenzen explosiver ist als das Steinkohlengas. Die Menge der mitgerissenen Luft hängt von dem Drucke ab, unter welchem das Gas steht. Je grösser derselbe ist, um so stärker ist auch die Luftzufuhr. Alle diese Factoren müssen genau berücksichtigt werden.

Textabbildung Bd. 308, S. 176

Die ersten Luftbrenner wurden von Bullier angegeben. Sie hatten den Fehler, nur bei hohem Drucke zufriedenstellend zu brennen; auch die meisten folgenden Erfindungen zeigten denselben Uebelstand. Erst in neuester Zeit werden Brenner hergestellt, welche auch bei niederem Drucke gut brennen.

Bei den ersten Versuchen, die in dem Laboratorium des Dr. Münsterberg angestellt wurden, wurden Zweiröhrenbrenner benutzt. Es wurde auch damit ein annehmbares Resultat erreicht, jedoch war ein Minimaldruck von 120 mm erforderlich. Um denselben Druck wie bei gewöhnlichen Acetylenbrennern anwenden zu können, ging man zu Schnittbrennern über und erreichte bisher das beste Resultat mit dem Modelle G. M. Nr. 81094 (Fig. 17), welches folgendes photometrisches Ergebniss lieferte:

|177|

Brennersorte von der
A. C. A. G.

Gas-
druck
in mm
Stündlicher
Gasverbrauch
in l


HK
Stündlicher
Gasverbrauch
für die Kerze
in l
Schnittbrenner mit Luft-
zuführung A

90

10

13

0,741
Schnittbrenner mit Luft-
zuführung B

90

37

58½

0,631
Schnittbrenner mit Luft-
zuführung C

90

43½

69½

0,626

Es zeigt sich, dass besonders bei den grösseren Brennern die Ergiebigkeit annähernd so gut ist als bei den besten Brennern für reines Acetylen. Auch hier wächst die Ergiebigkeit mit dem Ausströmungscoëfficienten. Ausserdem besteht hierbei der Vortheil, dass dieser Brenner, dessen Schlitz ebenso weit ist wie der eines gewöhnlichen Steinkohlengasbrenners, sich niemals verstopft. Ein Russen oder Verminderung des Leuchteffectes ist ausgeschlossen und er behält stets dieselbe helle und klare Flamme. Da auch der Preis des Brenners nicht hoch ist, so wird derselbe sich für alle die Fälle empfehlen, in denen ein häufiges Reinigen oder Auswechseln der Brenner sich verbietet, besonders für Strassenbeleuchtung dürfte dieser Brenner hauptsächlich in Frage kommen.

Mischung von Acetylen mit anderen Gasen.

Eine Möglichkeit, das Acetylen vortheilhaft der Verbrennung zuzuführen, besteht darin, dasselbe in Mischung mit anderen Gasen dem Brenner zuströmen zu lassen. Dies Verfahren gehört eigentlich nicht in den Rahmen unseres Themas, da es sich dabei nicht um besondere Brenner handelt, sondern vielmehr alle gewöhnlichen Arten der Steinkohlengasbrenner dazu benutzt werden können. Es seien hier nur kurz die wesentlichsten Resultate erwähnt.

Schon am 31. Januar 1895 erhielt Brillier ein deutsches Reichspatent zur Verdünnung von Acetylen mit Stickstoff und am 22. Juni 1896 wurde von Bouvier ein Patent angemeldet zur Darstellung einer Masse (bestehend aus Calciumcarbid, kohlensaurem Kalk und saurem schwefelsaurem Natron) zur Herstellung eines Gemisches von Acetylen und Kohlensäure. Am 30. März 1896 nahm Prof. Lewes ein englisches Patent zur Herstellung gemischter Carbide, welche bei der Zersetzung mit Wasser in Acetylen und andere Kohlenwasserstoffe zerfallen. So erhält er z.B. aus Braunstein, Kalk und Kohle ein Gemisch aus Calciumcarbid und Mangancarbid, welches in Acetylen, Methan und Wasserstoff zerfällt. Inzwischen ist die Wirkung, welche die Beimengung verschiedener Gase zu dem Acetylen auf die Leuchtkraft ausübt, näher untersucht worden; in Folgendem sind einige Resultate gegeben, welche zum Theil einer Arbeit von Bullier in dem Bulletin de la Société Chimique de Paris entnommen sind.

1) Acetylen mit Stickstoff:

Die besten Ergebnisse werden erhalten bei einer Mischung, welche zwischen 50 bis 80 Proc. Acetylen enthält. In diesem Falle erhält man, je nach der Grösse des Brenners:

1 HK mit 0,667 bis 0,792 l Acetylen.

2) Acetylen und Kohlensäure:

Die Beimengung von Kohlensäure darf 20 Proc. nicht übersteigen, ohne die Leuchtkraft erheblich herabzusetzen.

50 Proc. CO2 liefert 1 HK mit 1,967 l Acetylen
20 1 0,667 l

3) Acetylen und Wasserstoff:

Dies Gemisch gibt für grosse Brenner annehmbare Resultate. Bei einem stündlichen Consum von 80 l erhält man:

1 HK mit 0,667 l Acetylen.

4) Acetylen, Stickstoff und Sauerstoff:

45 Proc. Stickstoff, 5 Proc. Sauerstoff und 50 Proc. Acetylen liefern:

1 HK mit 0,646 l Acetylen.

40 Proc. Stickstoff, 10 Proc. Sauerstoff (= Luft) und 50 Proc. Acetylen liefern:

1 HK mit 0,583 l Acetylen

bei einem stündlichen Verbrauche von etwa 100 l. Da diese Mischungen aber explosiv sind, so ist deren Verwendung ausgeschlossen.

Es wird also durch die Verdünnung stets die Leuchtkraft etwas herabgedrückt und bleiben die Werthe hinter den besten, mit reinem Acetylen erhaltenen Resultaten zurück. Immerhin sind bei richtigen Mischungsverhältnissen annehmbare Zahlen zu erhalten. Durch eine Beimischung von Sauerstoff wird in jedem Falle die Leuchtkraft erhöht, in gleichem Maasse wächst aber die Explosivität, so dass dabei Vorsicht geboten ist.

Die Vortheile bestehen darin, dass man gewöhnliche Brenner benutzen kann und kein Verstopfen und Russen zu befürchten hat, dem steht aber der grosse Nachtheil gegenüber, dass man zwei verschiedene Gase zu erzeugen, in getrennten Gasometern aufzubewahren und schliesslich in einem dritten Gasometer in bestimmten Verhältnissen zu mischen hat. Zieht man in Betracht, dass gerade die einfache und leichte Herstellungsweise des Acetylens einen seiner bedeutendsten Vorzüge bildet, so begreift man, dass derselbe dadurch illusorisch wird und auch eine erhebliche Vertheuerung durch die complicirte Handhabung bedingt wird. Es ist deshalb kaum anzunehmen, dass ein derartiges Verfahren mit Erfolg Eingang finden wird.

Sollte es dagegen gelingen, auf dem von Lewes eingeschlagenen Wege gemischte Carbide herzustellen, welche bei der Zersetzung ein gut brennbares Gemisch von Acetylen mit Wasserstoff allein oder in Gemeinschaft mit Methan oder anderen Kohlenwasserstoffen liefern, so dürften diese Producte wohl allgemeinste Anwendung finden. Vorläufig ist jedoch noch keine Aussicht vorhanden, solche oder ähnliche Carbide zu einem annehmbaren Preise herstellen zu können.

Es geht aus dem Vorhergegangenen hervor, dass ein Brenner, der mit geringstem Gasverbrauche grössten Lichteffect, tadelloses Functioniren, Haltbarkeit und Billigkeit vereinigt, vorläufig noch nicht vorhanden ist. Wohl aber gibt es eine Reihe von Brennern, welche eine oder mehrere dieser Eigenschaften besitzen und deren Verwendung so grosse Vortheile bieten, dass die geringen Fehler mit in den Kauf genommen werden können, ohne die Einführung der Acetylenbeleuchtung zu beeinträchtigen.

Nach einem in der Zeitschrift für Beleuchtungswesen veröffentlichten Aufsatz von Dr. Paul Wolff.

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