XLIV. Verbesserte Methode zur Verzehrung des Rauches in den Oefen und an Feuerstellen uͤberhaupt, zur Ersparniß an Brennmaterial und zur Anwendung von heißer oder kalter Geblaͤseluft an den Schmelzoͤfen, worauf sich Michael Wheelwright Ivison, Seidenspinner in Edinburgh, am 24. Februar 1838 ein Patent ertheilen ließ. Aus dem London Journal of arts. Decbr. 1838, S. 141. Mit Abbildungen auf Tab. III. Ivison's verbesserte Methode zur Verzehrung des Rauches in den Oefen. Meine Erfindung betrifft erstlich eine Methode den Rauch, welcher sich in den Oefen und auf den Feuerstellen uͤberhaupt aus den Steinkohlen entwikelt, durch die Anwendung von Dampf zu verzehren, und dadurch zugleich auch eine Ersparniß an Brennstoff zu erzielen. Sie bezieht sich aber zweitens auch auf eine Methode, gemaͤß welcher heiße oder kalte Geblaͤseluft mit Dampf vermengt an den Schmelz- oder Hohoͤfen benuͤzt werden soll. Der in Fig. 38 ersichtliche Durchschnitt eines Dampfkessels sammt dazu gehoͤrigem Ofen wird mit der Beschreibung, welche ich davon geben will, jeden Sachverstaͤndigen in Stand sezen, meine Erfindung an den verschiedenen Oefen und Feuerstellen, auf denen Steinkohlen gebrannt werden, in Anwendung zu bringen. Die gewoͤhnlichen Roststangen a befinden sich uͤber der Aschengrube b. Von dem Hochdruk-Dampfkessel c aus, oder von dem Dampfcylinder her, wenn man jenen Dampf, der bereits auf den Kolben gewirkt hat, verwenden will; oder auch von irgend einem anderen Orte her, an welchem Dampf erzeugt wird, ist eine Roͤhre d in den Ofen gefuͤhrt. An dieser Roͤhre befindet sich ein Dampfhahn e, womit der zur Bedienung des Kessels Aufgestellte den Zufluß des Dampfes zum Ofen so reguliren kann, daß er dem gewuͤnschten Zweke entspricht. Der Hahn ist naͤmlich so zu handhaben, daß nicht zuviel, aber doch auch soviel Dampf, als zur Erzeugung einer vollstaͤndigen Verbrennung erforderlich ist, in den Ofen eingelassen wird, wovon man sich leicht aus der Wirkung, die er hervorbringt, uͤberzeugen kann. In das Ende der Dampfroͤhre d, welches, wie Fig. 39 andeutet, trichterartig geformt ist, ist eine Anzahl kleiner Loͤcher gebohrt, damit der Dampf in kleinen Strahlen nach Abwaͤrts stroͤmen, und hiedurch die Verzehrung des Rauches und die Ersparniß an Brennmaterial bewirken kann. Diese Einleitung von Dampf auf die Steinkohle bildet den ersten Theil meiner Erfindung, wobei ich bemerken muß, daß, obschon ich es am besten halte, den Dampf von Oben nach Abwaͤrts und von Vorne gegen den Ruͤken der Roststangen zu einzuleiten, ich mich doch keineswegs hieran binde, indem man, ohne von meinem Principe abzugehen, dem Dampfe auch andere Richtungen geben kann. Der Zwek ist, wie gesagt, nur der, mit dem Rauche und den Producten der Verbrennung Dampf zu vermengen, damit unter Beihuͤlfe der Hize, die der Brennstoff gibt, und eines hinreichenden Zuflußes von Luft das Ganze verzehrt und mithin eine vollkommnere Verbrennung erzielt werde. Ich weiß wohl, daß man schon fruͤher zum Behufe einer vollkommneren Verbrennung Dampf in die Aschengrube und durch die Roststangen der Oefen, und zur Verstaͤrkung des Zuges in den Schornstein oder in den Feuerzug einleitete. Ich beschraͤnke deßhalb meine Anspruͤche lediglich auf die von mir beschriebene Anwendungsweise des Dampfes. Es gibt, wie ich ferner bemerken muß, verschiedene wohlbekannte Methoden heiße Luft sowohl uͤber als unter dem Brennmateriale in die Oefen einzuleiten, sowie es auch verschiedene Mittel gibt, die heiße Luft an Oefen, die mit Steinkohlen geheizt werden, und die zum Verdampfen von Fluͤssigkeiten oder anderen Nuzanwendungen dienen, zu benuͤzen, um hiedurch an Brennstoff zu ersparen, die Verbrennung der Steinkohlen im Ofen zu befoͤrdern und die Verzehrung des bei der Verbrennung entwikelten Rauches zu bewirken. Ich schreite nunmehr zur Beschreibung des zweiten Theiles meiner Erfindung, der sich auf eine Anwendungsweise von heißer oder kalter, mit Dampf vermengter Geblaͤsluft an den Schmelz- oder Hohoͤfen bezieht. Es ist bekannt, daß man sich dermalen bei dem Eisenschmelzprocesse allgemein heißer Geblaͤsluft bedient; und daß die kalte Luft zu diesem Zweke uͤber heiße eiserne Oberflaͤchen, welche der directen Einwirkung des Feuers ausgesezt sind, geleitet und dann mittelst geeigneter Geblaͤse in den Ofen eingetrieben wird. Die gewoͤhnlichste Methode besteht jedoch darin, daß man die kalte Luft mittelst Geblasen durch erhizte, der directen Einwirkung des Feuers ausgesezte Roͤhren treibt, indem die Luft hiebei auf ihrem Wege in den Ofen erhizt wird. Welche Methode man jedoch auch bei der Erhizung der Geblaͤsluft befolgen wollte, so erlitt die Luft hiebei doch immer eine Veraͤnderung und zwar namentlich in Hinsicht auf den Grad ihrer Feuchtigkeit. Es ist bekannt, daß die als Geblaͤsluft verwendete Luft aus eben diesem Grunde zu verschiedenen Jahreszeiten auch verschiedene Resultate gibt. Die meiner Methode gemaͤß empfohlene Vermengung der heißen sowohl als der kalten Geblaͤsluft gewaͤhrt demnach drei Vortheile: 1) wird die Hize des Metalles, obschon sie die Luft bis auf den gehoͤrigen Grad erhizt, doch keine nachtheilige Veraͤnderung derselben bewirken. 2) kann die Hize der Luft in beliebigem Grade regulirt werden. 3) endlich werden die Roͤhren oder die Metalloberflaͤchen uͤberhaupt keiner so raschen Zerstoͤrung unterliegen. Ich bediene mich, um diesen Theil meiner Erfindung in Ausfuͤhrung zu bringen, eines Dampfkessels, dem ich vorzugsweise eine cylindrische Gestalt mit halbkugelfoͤrmigen Enden, wie sie die Hochdrukkessel gewoͤhnlich zu haben pflegen, gebe, und den ich in ein entsprechendes Mauerwerk einseze. In diesen Kessel, der mit den zur Speisung desselben mit Wasser noͤthigen Vorrichtungen ausgestattet seyn muß, seze ich ein Schlangenrohr oder andere sachgemaͤße Metalloberflaͤchen ein. Eben so versehe ich ihn mit einem Sicherheitsventile, womit auf die bekannte Weise der Druk und mithin auch die Hize im Kessel auf einem Grade erhalten wird, der etwas hoͤher ist als der Hizgrad, den man der Luft zu geben beabsichtigt. Es ist einleuchtend, daß dieser Apparat hoͤchst mannigfache Modificationen zulaͤßt, weßhalb ich mich denn auch an gar keine bestimmte Form desselben binde: vorausgesezt, daß Dampf, heißes Wasser oder eine andere Fluͤssigkeit benuͤzt wird, um die Oberflaͤchen zu erhizen, uͤber welche die zu erhizende Geblaͤseluft zu stroͤmen hat. Um mich nun dieses Apparates zum Erhizen der Geblaͤsluft an Hoh- oder Schmelzoͤfen zu bedienen, bringe ich denselben entweder in Verbindung mit einer Pumpe oder einem anderen Geblaͤse in einer Stellung an, gemaͤß welcher die Luft, wenn das Geblaͤs in Thaͤtigkeit gesezt wird, durch den Erhizungsapparat getrieben, und nachdem sie aus diesem ausgetreten, durch ein anderes Geblaͤs erhizt, in den Hohofen getrieben wird. Oder ich bringe den Heizapparat zwischen einem Geblaͤse irgend einer Art und dem Ofen an, damit die von dem Geblaͤse gelieferte Luft auf ihrem Uebergange an den Ofen erhizt und dieser also mit heißer Geblaͤsluft gespeist werde. Den Dampf, welcher zur Verbesserung der heißen sowohl als der kalten Geblaͤsluft und zur Ersparniß an Brennmaterial benuͤzt werden soll, leite ich entweder zugleich mir der Luft in die Form, oder ich lasse ihn in einer eigenen Roͤhre herbeistroͤmen. Bei dieser Benuͤzung des Dampfes fand ich es ganz vortheilhaft, wenn auf einen Gewichtstheil Brennmaterial so viel Dampf angewendet wurde, als aus einem Gewichtstheile Wasser erzeugt wird. Was den Druk des von mir benuͤzten Dampfes betrifft, so wechselte dieser von 8 bis zu 35 Pfd. auf den Quadr. Zoll; so weit meine Erfahrung reicht, ist aber Dampf von maͤßigem Druke vortheilhafter, als Dampf von hohem Druke. Ich binde mich uͤbrigens weder an einen bestimmten Druk, noch an das Quantitaͤtsverhaͤltniß zwischen Dampf und Brennstoff. –––––––––– Wir hangen der Beschreibung dieses Patentes noch Folgendes aus einem Circulare, in welchem der Patenttraͤger seine Erfindung zur allgemeinen Kenntniß brachte, an: „Mein Verfahren ist aͤußerst einfach, wohlfeil, leicht ausfuͤhrbar und kann in kurzer Zeit an jedem bereits bestehenden Ofen angebracht werden. Es verhuͤtet nicht nur den Rauch, sondern es erzeugt bei gehoͤriger Leitung auch eine bedeutend staͤrkere Hize. Da die Quantitaͤt des Brennmaterials bei meiner Methode bedeutend geringer ist, so muß der Feuerraum sowohl an Hoͤhe als an Weite beschrankt werden, ohne daß jedoch deßhalb eine kleinere Oberflaͤche des Kessels der Einwirkung des Feuers ausgesezt wuͤrde. Man soll, um die Muͤndung etwas einzuschnuͤren, den Hinteren Steg hoͤher aufbauen, und eine kleine Streke von diesem Stege weg eine umgekehrte Woͤlbung anbringen, damit die Flamme nach Abwarts getrieben und die Asche niedergeschlagen wird. Der untere Theil dieser Woͤlbung muͤßte sich mit der oberen Flaͤche des Steges auf gleicher Hoͤhe befinden, und der dazwischen begriffene Raum muͤßte jenem zwischen dem Stege und dem Kessel gleichkommen. Da die Einleitung von Dampf in den Ofen den Zug in hohem Grade steigert, so muß diesem auf andere Weise gehoͤrig entgegengewirkt werden. Es ist also das Register viel tiefer als gewoͤhnlich anzubringen; auch ist die große Hoͤhe der Schornsteine hiebei unnoͤthig. Das frische Brennmaterial soll zuerst auf die Rostplatte gelegt werden, damit sowohl Flamme als Rauch der Einwirkung des Dampfes ausgesezt wird.“ –––––––––– Hrn. Ivison's Patent ist bereits der Gegenstand einer gedehnten Controverse geworden, durch welche sowohl die Neuheit der Erfindung, als auch die großen angeblichen Vortheile derselben (vergl. Polyt. Journal Bd. LXX. S. 456) sehr zweifelhaft werden. Hr. Wm. Baddeley aͤußert sich naͤmlich im Mechan. Magazine No. 795, daß schon vor mehreren Jahren von den Maschinenfabrikanten HHrn. Nasmyths ein ganz aͤhnliches Verfahren angegeben und auch der Society of arts vorgelegt wurde. Schon im Jahr 1824 machte Hr. Evans den Vorschlag zur Ersparniß an Brennmaterial, Dampf an den unteren Theilen des Ofens einzuleiten, und die Ersparniß sollte auch wirklich betraͤchtlich gewesen seyn, da nur der Auslaßdampf, der bereits seine Dienste geleistet, verwendet werden sollte. Die rauchverzehrende Wirkung des Dampfes scheint aber Hrn. Evans entgangen zu seyn, indem er zur Verhuͤtung des Rauches Kohks angewendet wissen wollte. Die HHrn. Gilman und Sowerby nahmen im Jahr 1825 ein Patent auf ein Verfahren, welches keinen wesentlichen Unterschied darzubieten scheint. (S. polyt. Journal Bd. XIX. S. 352.) Evans machte bei der Anwendung des Dampfes als Traͤger der Verbrennung die sonderbare Beobachtung, „daß, welche Menge Wasser zersezt werden mag, eine groͤßere Menge von solchem wieder erzeugt zu werden scheint, denn seit ich mich des Dampfes zu dem angegebenen Zweke bediene, mußte ich am Grunde des Schornsteines ein Gefaͤß anbringen, in welchem sich stets mehr Wasser anzusammeln schien, als durch Verdichtung des angewendeten Dampfes haͤtte entstehen koͤnnen.“ Nach Hrn. Baddeley's Ansicht kann, wenn nicht der Auslaßdampf hiezu benuͤzt wird, unmoͤglich die Sprache von Ersparniß an Brennmaterial seyn, wenn zur vollkommenen Vertilgung des Rauches der zehnte Theil des erzeugten Dampfes erforderlich ist. Das sicherste und beste Mittel zur Verzehrung des Rauches findet er in einem Baue des Ofens, bei welchem der Rauch, am vorderen Theile des Ofens in kleinen Quantitaͤten erzeugt, und auf seinem Wege in den Schornstein dadurch, daß er uͤber eine große Menge intensiv erhizten Brennstoffes streicht, verbrannt wird. Noch ausfuͤhrlicher spricht sich William Field Henderson im Mechan. Magazine No. 797 uͤber einige der neueren Vorschlaͤge zur Vertilgung des Rauches aus, weßhalb wir keinen Anstand nehmen, auch diesen Aufsaz im Auszuge anzureihen. Hr. Bell, sagt er, will den Rauch verzehren und zugleich an Brennstoff ersparen, indem er dem Ofen anstatt der kalten, heiße Luft zufuͤhrt. Die zur Unterhaltung der Verbrennung bestimmte Luft soll daher durch eine in den Ofen eingelegte eiserne Roͤhre streichen, hierin bis auf 600 bis 800° F. erhizt werden, dann bei dieser hohen Temperatur in Roͤhren durch den Kessel gefuͤhrt und hierauf, nachdem sie beinahe bis auf den Siedepunkt des Wassers erhizt worden, durch die Roststangen in das Feuer eingeleitet werden.Ueber die Bell'sche Heizmethode vergl. Polyt. Journal Bd. LXVIII. S. 81. A. d. R. Der Rauch entsteht bekanntlich in Folge einer unvollkommenen Verbrennung, welche selbst wieder durch einen Mangel an Sauerstoff oder an einem gehoͤrigen Hizgrade bedingt ist. Man versprach sich viel von der Einleitung einer groͤßeren Menge Luft in den Ofen; von allen den Modificationen, unter denen man dieses Princip in Anwendung zu bringen versuchte, hat jedoch noch keine vollkommen entsprochen. Die gewoͤhnlich eingeschlagene Methode beruht darauf, daß man an dem Feuerstege Luftventile anbrachte, durch welche so viele Luft eintreten sollte, als die Verzehrung des Rauches erheischte. Die Schwierigkeit, diese Ventile nach dem bei der Feuerung vorkommenden Wechsel der Umstaͤnde zu reguliren, ist aber so groß, daß sich dieses Verfahren in der Praxis ganz unausfuͤhrbar zeigte. Hr. Bell will die Verbrennung mittelst heißer anstatt kalter Luft unterhalten; allein viele seiner Vorgaͤnger thaten das Gleiche und auf zwekmaͤßigere Weise als er. Das Einleiten von heißer Luft unter die Roststangen nuͤzt nichts, weil dieser Luft der Sauerstoff schon entzogen wird, bevor sie noch dahin gelangt, wo der Rauch erzeugt wird. Hr. Bell haͤtte allerdings die gute Idee, nicht bloß unter, sondern auch uͤber den Roststangen heiße Luft zustroͤmen zu lassen; allein diese Idee ist nicht neu und ward schon in dem Patente, welches Hr. Hall von Basford im Jahr 1836 nahm, aufgestellt. Es scheint uͤbrigens kaum einem Zweifel zu unterliegen, daß, wenn die Erfahrung in dieser Beziehung noch einige Details berichtigt haben wird, dieses System sich von hoͤchstem Nuzen bewaͤhren wird. Nur dadurch, daß dasselbe noch zu wenig bekannt geworden, laͤßt sich erklaͤren, warum man es so selten befolgt sieht. Nach Hrn. Ivison's Vorschlag soll Dampf uͤber den Roststangen in den Ofen eingelassen werden, indem der Dampf seinen Sauerstoff an den im Rauche enthaltenen unverbundenen Kohlenstoff abgeben soll, waͤhrend er seinen Wasserstoff frei werden laͤßt. Es ist nicht wahrscheinlich, daß der Dampf wirklich eine solche Zersezung erleide; wenn aber dem auch so waͤre, welcher Vortheil wuͤrde daraus entspringen? Der Wasserstoff und das Kohlenstoffoxydgas werden sich unmittelbar nach ihrer Erzeugung mit der durch die Verbrennung der Steinkohle gebildeten Kohlensaͤure zu einer unverbrennlichen Mischung verbinden; und der Rauch wird also nicht wirklich verbrannt, sondern nur unsichtbar werden, ohne daß dadurch die Hize erhoͤht wird. Wenn aber auch diese Gase verbrannt wuͤrden, wie ließe sich der Dampfzufluß so reguliren, daß er bei der stets wechselnden Menge des Rauches nicht bald zu viel und bald zu wenig waͤre? Im Allgemeinen wird durch dieses System keine Ersparnis an Brennstoff, sondern vielmehr ein groͤßerer Verbrauch an solchem bedingt seyn; denn da der zehnte Theil des im Kessel erzeugten Dampfes in den Ofen eingelassen wird, so gibt dieß einen directen Verlust von 1/10 des Brennmateriales, welcher Verlust auf keine andere Weise ausgeglichen wich. Außerdem wirkt der starke Zug, den der Dampf erzeugt, auch noch nachtheilig auf die Roststangen; so zwar, daß ich in keinem der Faͤlle, in welchen dieses System bereits befolgt wurde, von einer Ersparniß an Brennmaterial, wohl aber dafuͤr von einer rascheren Zerstoͤrung der Roststangen hoͤrte. Welches uͤbrigens die Vortheile oder Nachtheile der Methode Ivison's seyn moͤgen, so ermangelt sie der Originalitaͤt; denn sie ist laͤngst bekannt, ward oft versucht, und jedesmal wieder aufgegeben, da sie nicht nur keine Ersparniß, sondern vielmehr einen groͤßeren Verbrauch an Brennmaterial bedingte. Die HHrn. Nasmyth wendeten den Dampf im J. 1827 an den Gaswerken zu Edinburgh an, und erreichten allerdings ihren Zwek, da es sich nur um Verhuͤtung des Rauches, nicht aber um eine Ersparniß an Brennmaterial handelte. Im Jahr 1834 versuchte man auf einem den Clyde befahrenden Dampfboote Dampf uͤber den Roststangen in die Oefen einzuleiten, ganz so wie es jezt Hr. Ivison empfiehlt; allein man fand keinen Vortheil dabei. Um mich kurz zu fassen, stelle ich schluͤßlich die Behauptung auf, daß unter allen den vielen in neuerer Zeit gemachten Vorschlaͤgen zur Ersparniß an Brennmaterial keiner ist, gegen den sich nicht ernstliche Einwendungen machen ließen; und daß, mit Ausnahme der Methode des Hrn. Hall, keiner der Erfinder auch nur auf der wahren Bahn gewesen zu seyn scheint. Die Verhuͤtung des Rauches geht nothwendig der Ersparniß an Brennmaterial voraus; allein leztere ist keine nothwendige Folge der ersteren. Aehnliche Stimmen ließen sich auch im Civil Engineers and Architect's Journal uͤber das Ivison'sche Patent vernehmen, wobei noch speciell darauf hingewiesen wurde, daß das Verfahren des Patenttraͤgers dem Principe nach ganz mit dem in allen Schmieden gebraͤuchlichen Besprengen der Gluth mit Wasser zusammenfalle. Uebrigens enthaͤlt dieses Journal auch die guͤnstigen Berichte zweier Fabriken, aus denen wir Folgendes ausheben. An den Castle-Silk-Mills, deren Maschinen Hr. Ivison dirigirt, und wo er seine Methode auch zuerst in Anwendung brachte, wurde am 24. August 1838 in Gegenwart mehrerer Zeugen, worunter der Chemiker Dr. Fyfe war, ein Versuch angestellt, bei dem man nach gehoͤriger Pruͤfung des Zustandes der Heizung vor dem Versuche dem Heizer 392 Pfd. Steinkohlen vorwog, und den Behaͤlter, von dem aus der Kessel mit Wasser gespeist wurde, mit solchem fuͤllte. Nach 5 Stunden waren die 392 Pfd. Steinkohlen verbraucht und damit 504 Gallons oder 5040 Pfd. Wasser verdampft worden, so daß also 12,88 Pfd. verdampftes Wasser auf jedes Pfund Steinkohlen kamen, und daß durch die Anwendung des Dampfes um 115 Procent mehr Dampf erzeugt wurde. Dabei entwich gar kein Rauch aus dem Schornsteine; und auch beim Eintragen frischer Kohle hoͤrte der Rauch beinahe augenbliklich auf, sobald der Dampf wieder Zutritt erhielt. Der Kessel arbeitete unter einem Druke von 35 Pfd. auf den Quadratzoll, und der in den Kessel eingetriebene Dampf betrug beilaͤufig den zehnten Theil der im Kessel erzeugten Dampfmenge. Zur Heizung war eine schlechte schottische Steinkohle verwendet worden. In der den HHrn. Will. Casey und Comp. gehoͤrigen Fabrik in Edinburgh, wo man seit mehreren Monaten den neuen Apparat mit einer Dampfmaschine von 10 Pferdekraͤften in Verbindung brachte, ergaben sich nach einem Berichte des Hrn. Will. Watson folgende Resultate: Mit dem Apparate dauerten 368 Pfd. gewoͤhnliche schottische Steinkohle im Durchschnitte 5 Stunden, wobei 444 Gallons Wasser verdampft wurden; ohne denselben dauerten 737 Pfd. derselben Kohle nur 5 1/2 Stunden, wobei nur 461 Gallons Wasser verdampft wurden. Minder guͤnstig scheint der Versuch auf dem Dampfschiffe Royal Adelaide ausgefallen zu seyn, denn dieses brauchte, nachdem es mit dem Ivison'schen Apparate ausgestattet worden, um 5 Stunden laͤnger als gewoͤhnlich zu seiner Fahrt, auf der ihm viele Roststangen verbrannt seyn sollen. Die Eigenthuͤmer schreiben dieß jedoch nicht dem neuen Apparate, sondern dem Umstande zu, daß die Royal Adelaide mehrerer Ausbesserungen bedurfte; sie wollen daher den Apparat beibehalten. Soviel ist von allen Parteien zugestanden, daß man, so lange der Apparat arbeitete, beinahe keinen Rauch aus dem Schornsteine entweichen sah.