Titel: Aërogengas.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 209–212)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322074

Aërogengas.

Von Dipl.-Ing. Friedrich Meyenberg, Braunschweig.

Es dürfte noch allgemein in Erinnerung sein, wie vor etwa 1½ Jahrzehnten der schon fast zugunsten der elektrischen Beleuchtung entschiedene Kampf sich plötzlich durch die Erfindung Auers für das Leuchtgas siegreich gestaltete. Noch ist es der Elektrizität trotz lebhaftester Bemühungen, trotz der zahlreichen namentlich in den letzten Jahren erfundenen, stromsparenden Lampen nicht gelungen, das strittige Gebiet zu erobern, überall werden die städtischen Gasanstalten vergrößert, neue blühen empor und werfen teilweise beträchtlichen Reingewinn für die betreffenden Gemeinden ab. Und doch gibt es auch für sie eine Grenze, wo der wirtschaftliche Nutzen aufhört, ja sich in sein Gegenteil zu verkehren imstande ist: es ist das eine Grenze nach unten hin. Je kleiner die in Frage kommende Gemeinde ist, desto geringer wird sich auch verhältnismäßig die Rentabilität einer Leuchtgasanstalt stellen, bis sie dann bei Orten mit 1500 bis 3000 Einwohnern ganz verschwinden kann. Hier trat früher allgemein das Petroleumlicht in die Schranken, dem aber in der Beleuchtung sowohl einzelner Landhäuser, Restaurants, alleinstehender Fabriken wie kleinerer Ortschaften seit einigen Jahren mächtige Konkurrenten erwachsen sind. Unter ihnen hat sich das sogen. „Aërogengas“ in heißem Kampfe einen ehrenvollen Platz gesichert.

Im folgenden soll versucht werden, ein Bild von der Entstehung und den Eigenschaften dieses Gases zu geben, die verschiedenartigen Anstalten zu schildern, in denen seine Herstellung vor sich geht, und einen Begriff von seiner heutigen Bedeutung zu ermöglichen. Dabei wird naturgemäß auch die wirtschaftliche Seite des Problems zu behandeln und ein Vergleich mit dem mächtigen Gegner des Aërogengases, dem Acetylen, nicht zu umgehen sein.

Wie der, übrigens wenig schöne, Name andeutet, handelt es sich um ein Luftgas, d.h. um Luft, die Dämpfe leicht siedender Kohlenwasserstoffe aufgenommen hat. Erreicht wird dies allgemein, indem man die Luft unter eine gewisse Pressung bringt und sie dann in Blasenform durch den flüssigen Kohlenwasserstoff hindurchtreten läßt. Die Versuche, auf diese Weise einen Ersatz für Steinkohlengas herzustellen, sind schon alt; sie scheiterten alle daran, daß es nicht gelang, ein genügend gleichmäßiges Gas zu erhalten.

Der Grund dieser Erscheinung ist leicht einzusehen, wenn wir uns zunächst die Eigenart der hier in Frage kommenden Kohlenwasserstoffe vergegenwärtigen. Sie entstehen sämtlich durch Destillation aus Erdöl oder Rohpetroleum; dieses wird zuerst von erdigen und wässerigen Bestandteilen durch Abscheidung befreit und dann mittels Dampf in einer Blase ganz allmählich erhitzt. Die sich bei einer bestimmten Temperatur bildenden Dämpfe werden durch eine Kühlschlange geleitet, und die alsdann entstehenden Niederschläge haben naturgemäß einen höchsten Siedepunkt, welcher der Erzeugungstemperatur entspricht. Die einzelnen so entstandenen Flüssigkeiten haben in der Praxis die verschiedensten Namen erhalten, die zum Teil keinerlei tiefere Bedeutung besitzen. Sie haben mit steigendem höchsten Siedepunkte zunehmendes spezifisches Gewicht und lassen sich etwa in folgende Reihe bringen:

spez. Gew. Höchster Siedepunkt.
Rhigolen 0,615–0,625 35° C
Petroleumäther 0,630–0,640 45° „
Leichtbenzin 0,640–0,670 85° „
Mittelbenzin 0,675–0,720 100° „
Schwerbenzin 0,725–0,750 120° „
Petroleum 0,780–0,820 300° „
Schmieröle u. Vaseline > 0,820 > 300° „

Uns interessieren von diesen Stoffen hier nur die Benzine, und unter ihnen insbesondere die Leichtbenzine, welche man hauptsächlich zu Leuchtzwecken verwendet, während die Mittelbenzine zumeist in Motoren, die Schwerbenzine in Wäschereien und Reinigungsanstalten benutzt werden. Jene Leichtbenzine teilt man noch wieder in das sogen. „Gasolin“ mit einem spez. Gewicht von 0,640 bis 0,650 und in das „Solin“ mit einem spez. Gewicht von 0,655 bis 0,670. Letzteres ist das billigere und zur Aërogengasherstellung in unserem Klima geeignetere; nur bei starkem, langanhaltendem Frost wird zu seiner Ersetzung durch Gasolin geraten.

Untersuchen wir nun ein solches Leichtbenzin genauer, so ergibt sich zunächst, daß die im Handel vorkommenden Sorten ganz ungemeine Verschiedenheiten untereinander zeigen, sodann aber, was uns hier im Zusammenhange mehr interessiert, daß ein solches Leichtbenzin wiederum aus einer Anzahl Körper besteht deren Siedepunkte von einander abweichen. So lieferte z.B. eine fraktionierte Destillation eines solchen im Handel bezogenen Benzins folgendes Ergebnis:


Temperaturen
in ° C
Flüssigkeiten in Volumprozenten,
welche bei Erwärmung bis zu
den angegebenen Temperaturen
überdestillieren
40° 10,75
50° 26,00
60° 22,75
70° 32,00
80° 8,50
Spez. Gew. bei 15° C 0,6664
|210|

Nach dieser Betrachtung dürfte es ohne weiteres klar sein, warum der Versuch, in der geschilderten Weise ein gleichmäßiges Luftgas darzustellen, fehlschlagen mußte: bläst man Luft durch eine Flüssigkeit aus derartig verschieden leicht siedenden Bestandteilen, so wird sich die Luft zunächst mit denjenigen Teilen sättigen, die leichter sieden; allmählich aber muß die Karburierung der Luft abnehmen; denn es bleiben immer schwerer siedende Teile zurück; der Gehalt an Kohlenwasserstoffen und damit Heiz- und Leuchtkraft für einen Raummeter des Gases nehmen ab. Sodann ist die Temperatur der eingeblasenen Luft von wesentlicher Bedeutung, da warme Luft an und für sich mehr Dämpfe von Kohlenwasserstoffen aufzunehmen imstande ist, als kalte.

Demgegenüber besteht der Grundgedanke der Aërogengaserzeugung darin, genau abgemessene Mengen Benzin in einen luftverdünnten Raum zu bringen, wo sie verdunsten, sie dann mit ebenfalls genau abgemessenen Mengen Luft zu vermischen und mit dieser gemeinsam auf einen bestimmten Verbrauchsdruck, etwa 140 mm Wassersäule, zu pressen. Entgegen der früheren Art, Luftgas herzustellen, indem man der Luft gestattet, so viel Benzindampf in sich aufzunehmen, als den gerade vorliegenden Verhältnissen entspricht, also bei Aenderung dieser Verhältnisse natürlich auch verschieden viel, sorgt man also jetzt dafür, daß der Gehalt an Benzindämpfen niemals von einer bestimmten, als richtig anerkannten Größe abweicht.

Textabbildung Bd. 322, S. 210

Aeußerlich unterscheidet sich der Apparat, in dem die Bildung des Aërogengases erfolgt, dadurch von anderen, die zur Herstellung von Luftgas dienen, daß in ihm Karburierung und Kompression gleichzeitig vorgenommen werden, während sonst stets die Erzielung des erforderlichen Druckes und die Dampfaufnahme in zwei getrennten Vorrichtungen erfolgte. Dieses sogen. Karburationsgebläse, der Gaserzeuger, ist zusammen mit einem Schöpfwerk, welches ihm das erforderliche Benzin zuführt, im Prinzip in Fig. 1 und 2 dargestellt. In dem allseitig geschlossenen Zylinder 1 dreht sich um die in den Stopfbüchsen 10 und 11 abgedichtete Achse 9 die Schraubenrohrpumpe 2. Sie wird durch die hohle Blechtrommel 3 gebildet in der vier Rohre von rechteckigem Querschnitte 5 51 52 53 nebeneinander schraubenförmig aufgewunden sind. Sie sind auf der einen, linken, Seite offen, auf der anderen münden sie in die hohle Achse 9, die, durch Stopfbüchse 11 gegen den ersten Raum, den Saugraum, abgeschlossen, in einen zweiten, den Druckraum, mündet. Als einzige Verbindung zwischen diesen beiden Räumen dient das ∪-förmig gebogene Rohr 14. Während der Druckraum durch das Rohr 20 an den Gaseinlaß des Gasmessers D angeschlossen ist, kann in den Saugraum Luft durch den Stutzen 15 eintreten. Im allgemeinen ist dieser allerdings durch ein Rückschlagventil geschlossen, das durch den Gewichtshebel 16 jedoch nur so lange in dieser seiner Lage gehalten wird, als nicht ein genügend großer Unterdruck im Saugraume herrscht. Ein zweiter Stutzen ist durch das Rohr 18 mit der Vorrichtung verbunden, welche das Benzin in genau abgemessenen Mengen dem Gaserzeuger zuführt. Oben auf dem Benzinbehälter B, einem kreisrunden, allseitig geschlossenen Gefäß, sitzt nämlich das Schöpfwerk C. Dieses besteht aus einer Scheibe, die sich um die Achse 19 dreht und am Umfang sechs, um Zapfen schwingende Becher trägt, welche in das Benzin tauchen. Durch eine halbkreisförmige Haube ist das Ganze luftdicht verschlossen. Wird das Schöpfwerk nun gedreht, so wird in den Bechern Benzin mit nach oben genommen; über einer an der Haube angebrachten Schale werden die Becher aber zwangsweise umgekippt und entleeren ihren Inhalt in die Schale, die durch das Rohr 18 mit dem Saugraume in Verbindung steht. Wird nun die Achse 9 des Gaserzeugers, der zu ⅖ mit Wasser gefüllt ist, von der Antriebscheibe 12 aus in Umdrehung versetzt, so entsteht, da das in die Schlangenrohre eintretende Wasser die in diesen enthaltenen Luftsäulen absperrt und fortdrückt, im Saugraume ein Unterdruck, und das in diesen eintropfende Benzin wird lebhaft verdampfen. Etwa nicht verdampftes Benzin schwimmt als feine Schicht mit großer Oberfläche auf dem Wasser und verdunstet im Laufe des weiteren Prozesses. Nunmehr gelangt demnach in die Schlangenrohre nicht mehr reine, sondern carburierte Luft und diese wird in ihnen mit Hilfe der als Abschluß und Kolben wirkenden Wassersäulen auf die gewünschte Pressung gebracht. Deren Größe hat man von vornherein vollkommen in der Hand, da sie nur von der Anzahl der Rohrwindungen abhängt. Gleichzeitig mit dem Gas gelangt selbstverständlich auch Wasser mit in den Druckraum, das sich aber hier natürlich abscheidet und durch das ∪-förmige Rohr in den Saugraum zurücktreten kann. Sobald in diesem der Unterdruck unter ein bestimmtes Maß sinkt, öffnet sich das Rückschlagventil 15 und läßt frische Luft ein. Wird dagegen im Druckraum der Druck zu hoch, so tritt durch das ∪-Rohr Gas in den Saugraum zurück. Die Größe beider Spannungen läßt sich genau festlegen, jene durch Veränderung der Gewichtsbelastung des Rückschlagventils, diese durch Wahl einer entsprechenden Länge des ∪-Rohres.

Vom Druckraume aus fließt das Gas durch Rohr 20 zu einer nassen Gasuhr D bekannter Konstruktion, die sich nur dadurch von der sonst üblichen Ausführung unterscheidet, daß sie eine verlängerte Achse erhält; mit ihr ist die Achse 19 des oben beschriebenen Schöpfwerkes gekuppelt die sich daher nur dann dreht, wenn Gas durch den Gasmesser fließt.

Der Gaserzeuger hat infolge dieser eigentümlichen Anordnung die Fähigkeit, seine Produktion genau dem Verbrauche anzupassen. Selbstverständlich wird ja durch den Gasmesser hindurch nur so viel Gas abgezogen, als dem augenblicklichen Bedarfe entspricht; der Gasmesser und damit das Schöpfwerk wird hiernach eine entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit erhalten, also auch soviel Benzin fördern, als zur Herstellung des in jedem Augenblicke gebrauchten Gases erforderlich ist. Wird nirgends eine Flamme gebrannt, so steht natürlich |211| der Gasmesser und damit auch das Schöpfwerk still. Gleichzeitig aber steigt auch im Druckraume die Pressung, bis wie geschildert ein Ausgleich nach dem Saugraume durch das ∪-Rohr hindurch eintritt. Wird aber hierdurch der Unterdruck im Saugraum vernichtet, so öffnet sich natürlich auch das Ventil 15 nicht mehr, d.h. in diesem Falle entsteht einfach ein Umlauf unkarburierter Luft vom Saugraum durch die Schraubenrohrpumpe in den Druckraum und durch das ∪-Rohr in den Saugraum zurück. Wenn man bedenkt, daß sich dieser Prozeß, den man gewissermaßen einen Leerlauf des Gaserzeugungsapparates nennen kann, vollständig selbsttätig statt des nach und nach schwächer gewordenen normalen Karburierungsprozesses einstellt, sobald die Pressung im Druckraum die entsprechende Höhe erlangt hat, so wird man verstehen, daß der Apparat eine außerordentliche Anpassungsfähigkeit an den naturgemäß stets schwankenden Betrieb besitzt. Ferner dürfte es klar sein, daß die oben aufgestellte Grundforderung der Gleichartigkeit des erzeugten Gases mit Hilfe des beschriebenen Apparates erfüllt ist; hier wird wirklich einer bestimmten Menge Luft stets eine genau abgemessene Menge Benzin beigemischt.

Dadurch wird nun vor allem erzielt, daß die von vornherein befürchtete Abscheidung der Benzindämpfe bei Abkühlung des Gases unter die Erzeugungstemperatur, wie sie im normalen Betriebe zur Winterszeit stets eintreten kann, nicht oder doch nur in einem Maße stattfindet, daß sie für die Praxis bedeutungslos ist. Beiden älteren Arten Luftgas war ganz naturgemäß häufig das entgegengesetzte der Fall: durch die bei deren Erzeugung stattfindende Berührung der Luft mit vergleichsweise erheblichen Mengen Benzin war die Möglichkeit der Sättigung dieser Luft mit Benzindämpfen gegeben. Nun sinkt ja aber die Aufnahmefähigkeit der Luft bei Erniedrigung ihrer Temperatur; fand also die Erzeugung des Lüftgases bei 10° statt und trat dann im Rohrnetz eine Abkühlung auf vielleicht 0° ein, so mußte eine Abscheidung unbedingt stattfinden, wenn vorher bei 10° eine Sättigung vorhanden war. Anders liegt die Sache jetzt hier. Das in Frage kommende Leichtbenzin besteht in der Hauptsache aus Pentan C5H12 und Hexan C6H14. Nehmen wir zur Vereinfachung der Rechnung, die nur zur Veranschaulichung der Vorgänge, nicht zu deren zahlenmäßiger Verfolgung dienen soll, einmal an, daß das erstere ⅓, das letztere ⅔ der ganzen Flüssigkeit ausmache. Die Dampfspannung bei 0° C beträgt für Pentan 183,25 mm, für Hexan 45,45 mm, ist also für das in Frage kommende Benzin rund 91 mm. Es können demnach bei v. H. Raumteile Benzin der Luft beigemischt werden, ohne daß eine Wiederausscheidung zu befürchten ist, solange die Temperatur über 0° bleibt. Nun beträgt das Gewicht eines Liters Pentandampf ∾ 3,22 g, dasjenige eines Liters Hexandampf ∾ 3,84 g. Nehmen wir danach dasjenige eines Liters Benzindampf zu 3,65 g an, natürlich stets für 0° C, so ergibt sich, daß bei dieser Temperatur dann eine Sättigung der Luft mit Benzindämpfen stattgefunden hat, wenn auf 1 cbm Luft 120 . 3,65 = ∾ 440 g verbraucht sind. Tatsächlich wird aber das Aërogengas durch Einträufeln von höchstens 250–260 g Benzin für 1 cbm Luft erzeugt. Danach kann also erst eine Abscheidung von Benzin durch Abkühlung des Gases bei Temperaturen, die weit unter 0° C liegen, stattfinden. Berücksichtigt man nun, daß bei richtiger Verlegung der Rohrleitung das diese durchströmende Gas bei seinem Wege von der Gasanstalt bis zur Verbrauchsstelle selbst bei scharfem Froste schwerlich unter –5° C abgekühlt werden wird, und wählt man ferner, wie bereits erwähnt, während dieser Zeit zur Vorsicht statt des Solins ein Gasolin, also ein Benzin, bei dem die Verhältnisse noch günstiger liegen als oben geschildert, so ist man wohl berechtigt, die Gefahr der nachträglichen Ausscheidung des Karburationsmittels für belanglos zu erklären. Tatsächlich hat denn auch die Praxis, die mehrjährige Erfahrung an ausgeführten Anlagen, diese Ansicht durchaus bestätigt1).

Was die ferneren Eigenschaften des Aërogengases anbelangt, so ist es, man möchte fast sagen glücklicherweise, wie alle anderen Leuchtgasarten imstande, mit Luft explosible Gemische zu bilden. Denn wenn dadurch auch eine gewisse Gefahr für alle an eine derartige Gasanstalt angeschlossenen Häuser entsteht, so verdankt man doch nur dieser Tatsache die Möglichkeit, das Gas zur unmittelbaren Krafterzeugung im Motor verwenden zu können. Uebrigens ist jene Gefahr auch nicht von der Bedeutung, die man ihr zunächst beizulegen versucht ist; jedenfalls scheint sie eher geringer als größer wie diejenige zu sein, welche bei der Benutzung anderer Leuchtgasarten als selbstverständlich in Kauf genommen wird. Das hängt wohl hauptsächlich damit zusammen, daß das Aërogengas unter jenen Gasarten insofern eine Ausnahme bildet, als es schwerer als Luft ist, nämlich ein spez. Gewicht von 1,2 hat. Und das ist wohl der Grund für die auffallende Tatsache, daß sich Aërogengas, obgleich zum größten Teile aus Luft bestehend, nur sehr schwer mit dieser mischt. Auch werden die verhältnismäßig nahe bei einander liegenden Explosionsgrenzen hieran nicht unbeteiligt sein, namentlich der Umstand, daß die untere und für die vorliegende Frage wichtigere ziemlich hoch liegt, d.h. daß einerseits erst dann eine Explosion eintreten kann, wenn das Verhältnis Gas zu Luft recht groß geworden ist, nämlich 0,34, also schon recht viel Gas ausgeströmt ist, andererseits schon verhältnismäßig bald die Explosionsfähigkeit wieder aufhört, nämlich sobald jenes Verhältnis auf 0,65 gestiegen ist. Um ein Urteil darüber zu ermöglichen, wie diese Verhältnisse sich für andere explosible Gemische gestalten, möge hier eine kleine von Eitner aufgestellte Tabelle folgen. Danach ist der Explosionsbereich eines Brennstoffluftgemisches:

Tabelle 1.


Kohlen-
oxyd

Wasser-
stoff

Wasser-
gas

Acety-
len

Leucht-
gas

Aethy-
len
Alkohol
95,14
Gew. v. H.

Methan

Aether

Benzol

Pentan

Benzin

Aëro-
gengas
Untere Explo-
sionsgrenze
16,5 9,45 12,40 3,35 7,9 4,1 3,95 6,1 2,75 2,65 2,4 2,4 34
Obere Explo-
sionsgrenze
74,95 66,40 66,75 52,30 19,1 14,6 13,65 12,8 7,70 6,50 4,9 4,9 65
Differenz 58,45 54,95 54,35 49,05 11,2 10,5 9,70 6,7 4,95 3,85 2,5 2,5 31
|212|

Die letzte Reihe dieser Tabelle mit den schon oben genannten Zahlen ist von mir zum Vergleich hinzugesetzt worden; sie ist selbstverständlich durch Rechnung ohne weiteres aus der vorletzten abzuleiten. Wie ersichtlich, liegt das Aërogengas in bezug auf die Größe des Explosionsbereiches zwischen Acetylen und Leuchtgas; doch ist diesen beiden sowie allen in der Tabelle enthaltenen Gasarten gegenüber die sehr hohe Lage der unteren Explosionsgrenze als Vorteil zu betrachten. So stellt sich denn auch bei näherer Betrachtung heraus, daß durchaus nicht alle Unglücksfälle, welche in der Fach- und Tagespresse als Aërogengasexplosionen gekennzeichnet werden, tatsächlich solche sind, sondern häufig Benzinbrände. Kaum bedarf es an dieser Stelle des Hinweises auf die Tatsache, daß Benzin, also der zur Aërogengasbereitung benutzte Körper sehr feuergefährlich ist; das ist ja etwas allgemein bekanntes. Vorsicht bei der Behandlung dieses Stoffes und Beachtung aller von sachverständiger Seite gegebenen Verhaltungsmaßregeln ist durchaus am Platze, wenn man sich vor Schaden behüten will. Andererseits ist bei richtiger konstruktiver Durchbildung der ganzen Anlage und genauer Befolgung jener Vorschriften die Gefahr eines Unglücksfalles nicht so groß, daß man deshalb auf die Herstellung und Verwertung des Aërogengases verzichten müßte. Gibt es doch wohl kaum eine Beleuchtungsart, die nicht in irgend einer Weise Brand- oder Explosionsgefahr mit sich brächte. Das liegt nun einmal in der Natur der Sache und muß als unabänderlich hingenommen werden. Fordern muß man bei neuen Vorschlägen nur, daß jene Gefahren sich in den bei bekannten Beleuchtungsarten gewohnten Grenzen halten und sich durch sorgfältige Durchbildung und Behandlung der betr. Apparate annähernd vollständig vermeiden lassen.

(Fortsetzung folgt.)

|211|

Dr. E. Schilling kommt in einem eingehenden Gutachten über die Anlage in Kehlheim in Bayern, an der er zur Zeit scharfen Frostes Beobachtungen machte, auf welche weiter unten noch näher einzugehen ist, zu der gleichen Schlußfolgerung.

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