Titel: Die Verbrennungsmotoren auf der Deutschen Städte-Ausstellung in Dresden 1903.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 707–711)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318194

Die Verbrennungsmotoren auf der Deutschen Städte-Ausstellung in Dresden 1903.

Von Fr. Freytag, Chemnitz.

(Fortsetzung von S. 694 d. Bd.)

Ausser dem 100pferdigen Motor haben Gebr. Körting noch einen liegenden Motor von 6 PS ausgestellt, der sein Gas von einer kleinen Anthrazit-Sauggasanlage erhält und mittels Riemen eine doppeltwirkende Pumpe antreibt, die auf einen Springbrunnen mit Wassersparer arbeitet. Die Bauart dieses Motors stimmt mit derjenigen des von Gebr. Körting ausgestellten grösseren Motors nahezu überein.

Die Zündung erfolgt jedoch nicht auf elektrischem Wege, sondern durch ein selbsttätig wirkendes, an der Vorderseite des Ventilkopfes befestigtes Glührohr; ein besonderer Deckel mit hohlem, durch Wasser gekühltem Vorsprung ist hier nicht vorhanden.

Die Regelung der Geschwindigkeit erfolgt wieder durch eine im Kanal zwischen Mischventil und Einlassventil sitzende Drosselklappe derart, dass der Motor je nach dem Kraftbedarf mit veränderlichen Füllungen arbeitet.

Den Aufstellungsplan der von der Gasmotorenfabrik Deutz in Dresden vorgeführten 60pferdigen Klärschlammvergasungsanlage zeigt Fig. 13; sie besteht aus einem Generator, einer Kondensationsanlage, einem Gasbehälter und dem Gasmotor.

In dem mit feuerfesten Steinen ausgekleideten Schachtofen des Generators wird der nach dem Verfahren von Rothe-Degener gewonnene Klärschlamm zunächst durch das bereits entstandene heisse Gas vorgetrocknet und zum Erglühen gebracht, darauf durch unvollständige Verbrennung mit der eingeblasenen Luft in Generatorgas umgesetzt. Der Generator ist oben mit einer Füllöffnung, unten mit zwei Reinigungstürenversehen, durch welche der Raum über und unter dem Rost zugänglich gemacht werden kann. Er ist durch eine Leitung mit einem Kapselgebläse verbunden, welches durch einen kleinen Elektromotor angetrieben wird und dazu dient, die nötige Druckluft unter den Rost des Generators zu blasen. Durch einen Entlüftungshahn kann ein Teil der Druckluft unmittelbar in die Atmosphäre abgelassen und damit die Gaserzeugung geregelt werden.

Die Kondensationsanlage besteht aus einem Staubsammler, in dem sich mitgerissene Kohlenteilchen und Wasser ausscheiden, einer Wascher vorläge, welche zur Vorreinigung des Gases dient und gleichzeitig einen Wasserverschluss bildet, um ein Zurücktreten des Gases aus der Leitung zu verhindern, und ferner aus einem Skrubber. Die beiden letzten Apparate sind mit einem ständigen Wasserzufluss versehen.

Der Gasbehälter dient im wesentlichen zum Ausgleich zwischen Verbrauch und Erzeugung des Gases. Unmittelbar vor dem Ein- und Austritt des Gases in den Behälter ist je ein Kondenstopf in die beiden Leitungen eingeschaltet. Ein weiterer Wasserabscheider befindet sich in der Leitung kurz vor dem Eintritt des Gases in den Motor. Je nach der Beschaffenheit des Klärschlammes hat das aus demselben erzeugte Gas einen Heizwert von 850 bis 1000 Wärmeeinheiten.

In anbetracht dieses geringen Heizwertes ist der in Fig. 14 in der äusseren Ansicht dargestellte Motor äusserst kräftig gebaut. Wie auch der aus Fig. 15 ersichtliche Querschnitt des Motors erkennen lässt, sind Einström- und Ausströmventil |708| übereinander und leicht herausnehmbar in den Zylinderkopf eingebaut. Das Einströmventil ist noch mit einem Luftschieber und ferner mit dem Gasventil derart verbunden, dass alle drei Organe sich gleichzeitig öffnen und schliessen, womit stets genau proportionale Querschnitte für den Eintritt von Luft und Gas bezw. des Ladungsgemisches in den Zylinder freigelegt werden. Die Regulierung geschieht dadurch, dass der Stützpunkt des Hebels, welcher das Einströmventil öffnet, vom Regulator verstellt wird. Da bei geschlossenem Einströmventil zwischen der als Stützpunkt dienenden Rolle und dem Einströmhebel ein geringer Spielraum vorhanden ist, so kann der Regulator frei spielen. Nur während der Einströmperiode – also während des vierten Teiles eines Arbeitsspieles – wird der Regulatorhebel belastet und der Regulator infolgedessen festgehalten. Die Verhältnisse sind aber so gewählt, dass ein Ausgleiten der Rolle auf dem Hebel nicht stattfinden kann.

Textabbildung Bd. 318, S. 708

Durch diese Art der Regulierung wird unter Aufrechterhaltung des Mischungsverhältnisses der Ladung nur deren Menge und damit deren Verdichtung geändert – somit eine äusserst günstige Brennstoffausnutzung erreicht.

Fig. 16 zeigt schematisch die Stellung der Teile bei voller Belastung des Motors, also bei dem grössten Hube des Einströmventils, Fig. 17 diejenige beim Leerlauf des Motors, wobei der Stützpunkt des Einströmhebels ganz nahe an die Ventilspindel zu liegen kommt, so dass diese nur einen sehr kleinen Hub ausführt.

Der Zylinder ist ein einfaches glattes, leicht auswechselbares Rohr, das sich aus genügend hartem Material von gleichmässiger Dichte herstellen lässt.

Ein näheres Eingehen auf das Rothe-Degenersche Verfahren nach welchem der im vorliegenden Falle zur Vergasung kommende Klärschlamm gewonnen wird, dürfte von Interesse sein. Dieses Verfahren bezweckt die organischen Bestandteile der städtischen Abfallstoffe durch das Aufnahmevermögen einer künstlichen Humusschicht unschädlich zu machen. Nach Mitteilungen der Gasmotorenfabrik Deutz wird als humushaltiger Stoff zunächst eine in nassem Zustande fein gemahlene Braunkohle verwendet, die mit Wasser vermengt, den zu reinigenden Kanalwässern in Form eines dünnen Breies zufliesst und sich innig mit diesen mischt. Nachdem die Einwirkung eine kurze Zeit stattgefunden hat, wird eine zum |709| raschen Niederschlagen der noch suspendierten Humusstoffe genügende Menge gelöster Eisen-, Aluminium- und Magnesiumsalze zugeführt.

Der Schlamm wird mit Hilfe eines evakuierten Filterturmes oder Klärbeckens beseitigt. Nach Angabe der Erfinder absorbiert die fein verteilte Braunkohle die fäulniserregenden Stoffe und schlägt sich mit ihnen nieder. Der Zusatz von Salzen soll diese Vorgänge ergänzen bezw. beschleunigen.

Textabbildung Bd. 318, S. 709
Textabbildung Bd. 318, S. 709

Die Vorzüge dieses Verfahrens sind in neuerer Zeit mehrfach betont worden, insbesondere durch die Kanalisationskommission der Stadt Cöpenick, welche ausgedehnte Studienreisen zur Besichtigung verschiedener Kläranstalten unternahm. Die Ergebnisse dieser Studienreisen sind in einer Denkschrift „Die Wasserversorgung und Entwässerung der Stadt Cöpenick“ niedergelegt und enthalten als Schlussergebnis die Empfehlung des oben beschriebenen Verfahrens.

Wie bedeutend sich das finanzielle Ergebnis einer mittels Gas aus Klärschlamm betriebenen Kraftstation stellt, zeigt das folgende Beispiel.

Es werde eine Stadt von etwa 50000 Einwohnern angenommen, die täglich 4000 cbm Kanalwasser verarbeiten muss und dementsprechend 12000 kg Klärschlamm liefert.

Nach Versuchen der Gasmotorenfabrik Deutz lässt sich bei Verwendung eines grösseren modernen Motors durch Vergasung von 2 kg Klärschlamm im Dauerbetriebe eine Leistung von 1 PS/Std. erzeugen, das sind im vorliegenden Falle täglich 6000 PS/Std. Durch Umsetzung von 1 PS/Std. in elektrische Energie werden täglich etwa 0,736 . 0,90 = 0,66 KW/Std. gewonnen. Die Anlage liefert also täglich etwa 4000 oder jährlich (365 Tage) 1460000 KW/Std. elektrischen Strom aus dem Klärschlamm.

Unter der Annahme, dass 15 v. H. der verfügbaren Energie, somit 220000 KW im Jahre vom Anstaltsbetriebe selbst aufgebraucht werden, bleiben jährlich 1240000 KW/Std. zur freien Verfügung.

Hiernach dürfte durch das Rothe-Degenersche Kohlebreiverfahren, in Verbindung mit der Vergasung der Schlammrückstände, eine der wichtigsten Verwaltungsfragen unseres modernen Städtelebens nicht nur in sanitärer, sondern auch in volkswirtschaftlicher Beziehung als gelöst zu betrachten sein!

Die von der Gasmotorenfabrik Deutz ausgestellte 16 PS Sauggasanlage für Anthrazitbetrieb zeigt Fig. 18. Der Generator A ist durch ein oben abzweigendes Rohr mit dem Skrubber C verbunden, der wiederum unter Zwischenschaltung eines kleinen Gastopfes D an den Motor angeschlossen ist. Ueber dem Generator befindet sich ein mit Doppelverschluss versehener Fülltrichter zur Aufnahme eines Brennstoffvorrates und eine diesen umschliessende, mit Wasser gefüllte Verdampfungsschale, welche durch die strahlende Wärme der glühenden Kohle und durch die Hitze der abziehenden Gase geheizt wird.2)

Die Schale ist auf der einen Seite durch den Stutzen e mit der Atmosphäre verbunden, während sie auf der anderen Seite durch eine Rohrleitung mit eingeschaltetem Hahn 1 mit dem Aschenkasten g des Generators in Verbindung steht.

Bei jeder Saugperiode des Motors tritt Luft von aussen in die Verdampfungsschale ein, streicht über den heissen Wasserspiegel, reichert sich hier infolge Verdunstung des |710| Wassers mit Wasserdämpfen an und tritt samt diesen durch die glühende Brennstoffsäule des Generators, wobei das Kraftgas gebildet wird.

Der Wasserspiegel in der Schale wird durch beständigen Wasserzufluss dauernd aufrecht erhalten; das überfliessende Wasser tritt durch das Luftrohr in den Kasten unter den Rost, wo es ebenfalls verdampft und sowohl zur weiteren Anreicherung der Luft mit Wasserdampf, als auch zur Kühlung des Rostes beiträgt.

Textabbildung Bd. 318, S. 710
Textabbildung Bd. 318, S. 710

Die beschriebene Art der Bildung des Dampfluftgemisches hat den Vorteil einer selbsttätigen Aufrechterhaltung des Mischungsverhältnisses.

Textabbildung Bd. 318, S. 710

Wenn nämlich das Gemisch zu viel Luft enthalten sollte, so wird sich die Temperatur des Generators erhöhen; infolgedessen werden die in dem letzteren entwickelten Gase miteiner höheren Temperatur abziehen und es wird auch die Temperatur des Wassers erhöht, so dass, da nunmehr ein grösserer Teil desselben verdunstet, das Gemisch dampfreicher wird.

Wird andererseits das Gemisch zu dampfreich, so kühlt sich infolge der vermehrten Wasserzersetzung nicht nur der Generator, sondern auch die Oberfläche des in der Schale befindlichen Wassers ab und es wird damit die Wasserverdunstung verringert.

Da bei diesem Verfahren das Wasser nicht auf Siedetemperatur erhitzt zu werden braucht, so kommt man mit relativ kleinen Heizflächen aus, und es kann deshalb, wie die Abbildung zeigt, das Wassergefäss in den Generator selbst eingebaut werden.

Bei grösseren Ausführungen wird hierzu ein besonderes Gefäss A' (Fig. 19) mit Wasserrohren verwendet, die aussen von den Gasen umspült werden.

In den Arbeitspausen, insbesondere während der Nacht, wird der Generator mit einem Kamin in Verbindung gebracht, der an das Verbindungsrohr zwischen Generator und Skrubber angeschlossen und durch einen Hahn absperrbar ist. Gleichzeitig öffnet man den Lufthahn 3 |711| (Fig. 18 u. 19), der den Raum unter dem Roste unmittelbar mit der Aussenluft in Verbindung bringt. Es kann dann während der Betriebspausen ein leichter, natürlicher Luftzug durch den Generator hindurch stattfinden und die Brennstoffsäule unter geringem Abbrande in Glut erhalten werden.

Damit während einer längeren Betriebspause das im Skrubber enthaltene gute Gas durch Diffusion nicht verschlechtert wird, schliesst man während dieser Zeit den Skrubber vom Generator ab. Hierzu dient ein Wasserverschluss, der durch einen Hahn oder eine Klappe 4 (Fig. 18 bezw. 19) geschlossen und geöffnet werden kann.

Textabbildung Bd. 318, S. 711

Zum Ingangsetzen der Anlage dient der Ventilator B (Fig. 18 u. 19), der nach Oeffnen eines in die Windleitung eingeschalteten Hahnes bezw. der Drosselklappe 2 angelassen wird.

Kommt der Motor aus irgend einem Grunde zum Stillstand, so hört die Gasentwicklung zwar im wesentlichen auf, es können aber – namentlich bei Verwendung gashaltiger Kohlen – sich unter Umständen noch kleine Gasmengen nachentwickeln.

Es besteht daher die Vorschrift, beim Abstellen des Motors den Entlüftungshahn 5 (Fig. 19) zu öffnen. Wirddieses unterlassen, so tritt das Gas, da es keinen anderen Ausweg findet, bei der gewöhnlichen Anordnung unter den Rost des Generators zurück, mischt sich hier mit Luft und bildet ein explosives Gemenge, dessen Entzündung wegen des dabei auftretenden Geräusches und der unter Umständen herausschlagenden Flamme unangenehme Folgen haben kann. Diesen Uebelstand vermeidet die Gasmotorenfabrik Deutz durch Anbringung eines Rückschlag-Ventiles oder –Wasserverschlusses am Luftsaugerohr f (Fig. 19) und ferner eines Ueberdruck-Wasser Verschlusses in der Gasleitung.

Der letztere wird dadurch gebildet, dass ein kleines, vom Verbindungsrohr zwischen Generator und Skrubber abzweigendes, in der Abbildung nicht ersichtliches Rohr etwa 10 mm unter den Wasserspiegel des Abflusskastens taucht. Es wird von einem weiteren, in der Abbildung ersichtlichen Rohre k umschlossen, das nahezu auf den Boden des genannten Kastens reicht und mit seinem oberen Ende in das Kaminrohr mündet.

Wenn jetzt eine Nachentwicklung von Gas stattfindet, so kann letzteres die Luft nicht mehr aus dem Dampfluftrohre hinausschieben, da der Wasserverschluss bei f den Austritt von Luft hindert; es wird vielmehr dieses Gas die Luftsäule zwischen Rost und Verschluss f zusammendrücken. Sowie nun der Verdichtungsdruck auf etwa 10 mm Wassersäulenhöhe angewachsen ist, öffnet sich der Wasserverschluss in der Gasleitung bei k und lässt das verdichtete Gemisch in den Kamin entweichen. Es ist leicht einzusehen, dass bei dieser Einrichtung nur noch ganz geringe Gasmengen unter den Rost austreten und infolgedessen Explosionen nicht mehr auftreten können. Die Bauart des zu der Anlage gehörigen Motors bietet nichts bemerkenswertes.

(Fortsetzung folgt.)

|709|

In Fig. 18 ist der Doppelverschluss des Fülltrichters, der je nach Grösse der Anlage verschieden ausgebildet wird, fortgelassen worden.

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