Naphthalinmotoren. Von Dr. F. Georgius in Lichterfelde. GEORGIUS: Naphthalinmotoren. Auf dem Gebiete der flüssigen Brennstoffe für Feuerungs- und Motorzwecke ist es uns seit einer Reihe von Jahren durch Benutzung des Teeröls, des Hauptprodukts der Teerdestillation, gelungen, eine größere Unabhängigkeit vom Auslande zu erreichen. Das Teeröl hat dem mineralischen Rohöl mit seinen Verarbeitungsprodukten, bei dem wir zur Hauptsache auf das Ausland angewiesen sind, auf den erwähnten Gebieten erheblich Konkurrenz gemacht. Dieser Umstand kommt uns während des augenblicklichen Kriegszustandes, wo höchstens noch auf eine ganz beschränkte Zufuhr von Mineralölen aus Rumänien zu rechnen ist, zu gute. Das Interesse des Reiches, insbesondere der Marineverwaltung an dem Teeröl zeigte sich auch darin, daß zu Beginn des Krieges die Teerölbestände für Heereszwecke reserviert wurden und für den freien Handel nur in beschränktem Maße zu haben sind. Trotzdem das Deutsche Reich über einen Ueberfluß an Steinkohlen verfügt, kann Teeröl nicht ohne weiteres in den Mengen hergestellt werden, wie es dem Bedarf entspricht, denn da das Teeröl ein Begleitprodukt des Kokses ist, so ist es in seiner Produktion an dessen Absatzmöglichkeit gebunden. Hierbei sei daran erinnert, daß aus 1000 kg Steinkohle rund 700 kg Koks, 300 m3 Gas und 50 kg Teer, also entsprechend weniger Teeröle, gewonnen werden. Die prozentuale Ausbeute an diesem flüssigen Brennstoff ist demnach verglichen mit dem neu gewonnenen festen Brennstoff, dem Koks, nur sehr gering. Eine erhöhte Gewinnung von Teeröl setzt daher eine erhebliche Steigerung des Koksverbrauches voraus. Erfreulicherweise bricht sich in der technischen Welt mehr und mehr die Erkenntnis Bahn, daß es wirtschaftlicher ist, die Kohle unter Gewinnung aller wertvollen Bestandteilezu vergasen, als sie unter Verzicht auf diese Ausnutzung durch das abgekürzte Verfahren der Rostfeuerung zu verbrauchen. Die rein technischen Vorteile, die der Koks als Brennstoff in Feuerungen mit sich bringt und auf die hier nicht näher eingegangen werden kann, sind ganz erheblich; es seien unter anderen erwähnt Rauchlosigkeit, keine oder nur geringe Verschlackung des Rostes, funkenfreies Arbeiten bei Lokomotiven, keine Selbstentzündung bei der Lagerung. Um während des Krieges den Koksverbrauch zu steigern, ist auch die Staatsbahn dazu übergegangen, in den Lokomotiven diesen Brennstoff zu verfeuern und zwar in Mischung mit Kohle zu etwa gleichen Teilen. Als Ersatz für das Teeröl in Motoren und Feuerungen ist in neuester Zeit das als Nebenprodukt bei der Teerdestillation gewonnene Naphthalin, und zwar Rohnaphthalin, vorgeschlagen worden (vgl. D. p. J. 1914, S. 569). Naphthalin, das sich von selbst aus dem Teeröl ausscheidet oder durch Schleudern aus diesem gewonnen wird, ist bei gewöhnlicher Temperatur fest und schmilzt bei etwa 75 bis 80°; es hat einen Heizwert von etwa 9400 WE. Da das Naphthalin bislang ein nicht sehr begehrtes Produkt war, so haben sich nicht unerhebliche Bestände angesammelt, die Irinyi auf etwa 60000 t schätzt. Die Bestrebungen, Naphthalin in Motoren zu verwenden, sind schon älter. Die Gasmotorenfabrik Deutz sowie Benz & Co. haben schon seit einigen Jahren Motoren für Reinnaphthalin gebaut. Es handelt sich hierbei um Explosionsmotoren. Bei Dieselmaschinen können, wie Versuche nach Mitteilung von Bruhn ergeben haben, nur geringe Zusätze von Naphthalin zum Teeröl in Frage kommen, da sich beim großen Naphthalinzusatz explosionsartige Zündungen und Stöße in der Maschine bemerkbar machen. Die Verflüssigung des Naphthalins bei Motoren erfolgt entweder durch die Abgase oder durch das Kühlwasser. Bei der Benutzung der Abgase ist jedoch zu beachten, daß keine Ueberhitzung des Brennstoffes eintritt, da die Abgase eine bedeutend höhere Temperatur besitzen, als die Schmelzung des Brennstoffes erfordert. Man benutzt daher meist Zwischenkörper in Form von Wassermänteln zur Wärmeübertragung von den Abgasen auf den Brennstoff. Bei Verwendung der Kühlwasserwärme verlängert sich dagegen die Anlaßbetriebszeit, also die Zeit, während der der Hilfsbrennstoff, meist Benzol, zum Anlassen benutzt werden muß, da das Kühlwasser sich schwerer erhitzt. In rohem Zustande enthält Naphthalin zu viele Unreinigkeiten, um unmittelbar mit dauerndem Erfolge in Motoren verwendet werden zu können. Wenn man der Motoranlage unmittelbar Rohnaphthalin zuführen will, so hat man daher dafür Sorge zu tragen, daß eine Reinigung dieses Brennstoffes vor Eintritt in den Vergaser erfolgt. Nach dieser Richtung insbesondere bewegt sich auch die Weiterentwicklung dieser Motorgattung, wie aus den folgenden Ausführungen, die eine Uebersicht über die neuesten Typen enthalten, hervorgeht. Textabbildung Bd. 330, S. 66 Abb. 1. Die Gasmotorenfabrik Deutz hat die Einrichtung getroffen, daß das Rohnaphthalin zunächst durch einen Destillationsprozeß unter Benutzung der Abgas wärme in gereinigte flüssige Form übergeführt wird. Nach Durchleitung der Dämpfe durch die Destillationsschlange wird die Flüssigkeit – in einem Behälter aufgefangen, der durch Kühlwasser oder durch dessen Dampf beheizt wird. Eine derartige Motoranlage ist in der Abb. 1 dargestellt. Das Naphthalin wird in den Behälter H eingebracht, wo es durch die aus dem Rohr i zugeleiteten Abgase geschmolzen und bei etwa 210 bis 230° verdampft wird. Der Dampf tritt durch das Rohr g und die Rohrschlange f in den Behälter C, der in dem Kühlwasserraum B untergebracht ist. Bei der Temperaturverminderung auf etwa 100° wird das Naphthalin in der Rohrschlange f oder dem Behälter C niedergeschlagen und sammelt sich somitin gereinigtem flüssigem Zustande in diesem Behälter. Durch das Rohr d wird es zur Maschine abgeführt. Dieses Rohr d ist von einem Dampfraume umgeben, um ein Erstarren des Naphthalins zu verhüten. Ein zum Rohstoffbehälter führendes Ueberlaufrohr q sorgt dafür, daß eine bestimmte Flüssigkeitshöchstgrenze im Behälter C innegehalten wird. Das Rohr q ist ebenfalls mit einem Dampfmantel versehen. Bei Abstellung des Motors wird der Rest des flüssigen Naphthalins wieder in den Behälter H durch eine Leitung s übergeführt. Beim Anlassen kann daher keine Verstopfung in der Anlage eintreten. Zum Zwecke der Inbetriebsetzung wird in den Behälter C Benzol gebracht. Um den Anlaßbetrieb mit diesem teureren Brennstoff möglichst zu verkürzen, kann man in den Behälter C außer dem Benzol etwas festes gereinigtes Naphthalin bringen, das sich im Benzol löst. Nach Verbrauch dieses Hilfsbrennstoffes ist die Maschine soweit in Betrieb, daß die Abgase den Rohstoff im Behälter H verdampfen können. Dieser ist mit einem abgeteilten Raume t versehen, in den das Ueberlaufrohr q und Rücklaufrohr s münden. Der Raum t ist auf diese Weise mit einem kleinen Vorrat von reinem Naphthalin gefüllt, das durch einen Hahn a entnommen werden kann. Der bei gefülltem Behälter t überlaufende Brennstoff gelangt in den Behälter H. Der unverbrennliche Rückstand des Rohstoffes wird durch einen Hahn v abgelassen. Textabbildung Bd. 330, S. 66 Abb. 2. Eine andere Motoranlage, die ebenfalls die Verwendung von Rohnaphthalin durch vorherige Verdampfung ermöglicht, ist von Lion angegeben worden. Der Rohstoff wird hierbei zunächst bei mittlerer Temperatur in einem durch die Motorabgase beheizten Behälter a (Abb. 2) geschmolzen und gelangt darauf in einen Behälter a, wo er verdampft wird. Die Einrichtung ist dabei so getroffen, daß aus dem Behälter f entweder Naphthalin allein oder mit Naphthalindampf angereicherte Luft durch den Motor angesaugt werden kann. Der Hauptbehälter a zur Aufnahme des Rohstoffes ist an seiner einen Seite mit einer Doppelwand versehen, durch die Abgase zur Beheizung geleitet werden. Durch ein Schwimmerventil e ist das Gefäß a mit dem Behälter f verbunden, in dem der Naphthalinspiegel immer in gleicher Höhe gehalten wird. Ein Heizmantel g dieses Gefäßes wird in Richtung g1, g2 von den Abgasen durchströmt, während ein zweiter Mantel h wiederum den Mantel g umgibt und zur Luft-vorwärmung dient. Wenn der Motor kurze Zeit mit dem Anlaßbrennstoffe gearbeitet hat, werden die Abgase bei der punktierten Stellung des Schiebers u1 vom Stutzen o aus durch den Heizmantel g des Gefäßes f und darauf durch den Heizraum b des Behälters a geleitet, so daß das Naphthalin in f zum Verdampfen und in a zum Schmelzen gebracht wird. Ein Temperaturregler m, p bekannter Art sorgt dadurch, daß er auf die Klappe u1 einwirkt, dafür, daß eine bestimmte Temperatur in dem Gefäß f nicht überschritten wird. Durch Einstellen einer Feder p3 am Regler kann die jeweils gewünschte Temperatur im Gefäß verändert werden. Die Naphthalindämpfe werden aus dem Gefäß f durch das Rohr k1 zum Motor geführt. Um dieses Rohr bei Beginn des Betriebes anzuwärmen und dadurch ein Niederschlagen von Brennstoffdämpfen in dem Rohr zu verhüten, wird beim Anlassen die durch die Oeffnung k3 in den Mantel h eingesaugte Luft über das Ventil r2 (bei geschlossenen Ventilen r und r1) durch das Rohr k1 zur Maschine geleitet. Man kann den Motor darauf, wie oben schon erwähnt, auf zweierlei Weise betreiben. Entweder führt man dem Motor durch Naphthalindampf karburierte Luft zu dadurch, daß man die durch den Mantel h und das Rohr k zuströmende Luft durch das Rohr k2 innerhalb der Brennstoffmasse austreten läßt und darauf das Gemisch durch das Rohr k1 bei geöffnetem Ventil r1 und geschlossenem Ventil r2 ableitet, oder man führt bei geschlossenen Ventilen r und r2 durch k1 Reinnaphthalindampf zum Motor ab. Textabbildung Bd. 330, S. 67 Abb. 3. Unter den neuen Motoranordnungen, die auf eine Reinigungsvorrichtung für das Rohnaphthalin verzichten, die also mit gereinigtem Naphthalin oder mindestens mit solchem Brennstoff dieser Gattung arbeiten müssen, diemöglichst wenig Verunreinigungen enthält, ist die von Koch zu erwähnen. Der Rohstoffbehälter wird durch die Abgase erhitzt, ist jedoch, um eine Ueberhitzung zu vermeiden, mit einem Wassermantel versehen. Von der Auspuffleitung a (Abb. 3) zweigt sich die Leitung m ab, die die Abgase in einer durch die Klappe c regelbaren Menge durch den Brennstoffbehälter d führt, in dem das Naphthalin auf einem Rost o untergebracht ist. Unter dem Roste sammelt sich der verflüssigte Brennstoff, der alsdann durch ein Rohr e dem Verdampfer des Motors zugeleitet wird. Durch den Mantelraum p des Brennstoffbehälters fließt dauernd Wasser, so daß eine übermäßige Temperatur in dem Behälter nicht auftreten kann. Durch Einstellen des Wasserdurchflusses ist die Temperatur zu regeln. Der obere Teil der Abgasleitung im Behälter ist mit einem Mantelrohr h versehen, das verhindern soll, daß das Schmelzen schon im oberen Teil des Raumes beginnt. Textabbildung Bd. 330, S. 67 Abb. 4. Eine zweckmäßige Vereinigung der beiden Erhitzungsmittel, Kühlwasser und Abgase, zur Verflüssigung des Brennstoffes hat Hennicke getroffen. Der Behälter d (Abb. 4) für den Brennstoff ist in dem Dampfraum eines Behälters a untergebracht, in dem sich die Kühlflüssigkeit des Motors sammelt. Die Flüssigkeitsergänzung erfolgt also durch Zuführung von Kühlwasser. Außerdem kann der Flüssigkeitsstand durch eine besondere Zuleitung e mit Schwimmer in bestimmter Höhe gehalten werden. Der Behälter a wird von unten durch die Abgase bespült. Unmittelbar nach dem Ingangsetzen des Motors durch den Hilfsbrennstoff bringen die Abgase den Inhalt des Behälters a zum Sieden. Der erzeugte Dampf bringt daher bald einen Teil des Naphthalins zum Schmelzen, so daß der normale Betriebzustand verhältnismäßig schnell erreicht wird. Der in dem Schwimmerbehälter h und der Leitung g zurückgebliebene Brennstoff wird ebenfalls sofort durch den Dampf verflüssigt. Gleichzeitig werden diese Teile soweit vorgewärmt, daß der Betriebsbrennstoff ohne die Gefahr der Erstarrung dem Motor zufließen kann.