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ankommen, um entweder durch einen zeitweise geöffneten Schieber e oder durch die Spalten eines kleinen Planrostes f in den Aschenfall zu gelangen. Der Treppenrost ist besonders für die Verbrennung von klaren (fast staubförmigen) Brennmaterialien, speziell Braunkohlen, geeignet, die durch einen Planrost zum großen Teil unverbrannt hindurchfallen würden, dagegen für backende und stark hitzende Steinkohle untauglich.
3) Der Langensche Etagenrost ist ein Mittelglied zwischen Treppenrost und Planrost, insofern er zwar aus einzelnen wenigen Stufen zusammengesetzt ist, diese Stufen aber wieder aus einzelnen Roststäben bestehen, welche gerade wie die Roststäbe des Planrostes die Luft hindurchlassen und die Asche ausscheiden. Die Stufen liegen hier so weit voneinander entfernt, daß jeder Zwischenraum zwischen zwei Stufen zur Einführung von Brennmaterial dient. Der Rost gibt eine gute und rauchfreie Verbrennung, doch ist er wegen seiner Kompliziertheit fast gar nicht mehr im Gebrauch. Über andre Arten von Rostanlagen s. Rauchverbrennung. [* 2] -
Die Feuerthür (Heizthür) macht man, um unnütze Abkühlung zu vermeiden, nicht größer, als es das bequeme Eintragen der Kohlen mit der Schaufel erfordert. Bei schmalen Rosten benutzt man einflügelige Thüren von 40-60 cm Breite [* 3] und 25-30 cm Höhe, bei breiten dagegen häufig Doppelthüren von je 35-55 cm Breite und 30-35 cm Höhe. Um die Wärmeverluste zu vermindern und auch die Heizthür vor dem Verbrennen zu schützen, bringt man an ihr nach innen in einiger Entfernung eine Schutzplatte an oder kleidet sie mit feuerfestem Material aus.
Ein Schauloch in der Thür von 4-5 cm Durchmesser gestattet, auch bei geschlossener Thür das Feuer zu beobachten. Sehr wichtig für eine gute Verbrennung ist die richtige Anordnung der für den Flammenabzug bestimmten Öffnung des Verbrennungsraums, der sogen. Feuerluke, welche durch die Feuerbrücke [* 1] (Fig. 1, d) gebildet wird. In der Feuerluke soll der stärkste Zug herrschen, um in ihr die noch unverbrannten Gase [* 4] mit Luft möglichst innig zu mischen und zur Verbrennung zu führen. Daher muß die Feuerluke enger sein als alle andern nach ihr folgenden Kanäle, den Schornstein mit inbegriffen. Doch darf sie auch nicht zu klein sein, weil sich sonst die Feuergase vor ihr aufstauen. Außerdem ist bezüglich des Querschnitts der Feuerluke darauf zu achten, daß derselbe nahezu quadratisch sein soll, weil ein langgestreckter, schmaler Schlitz nicht die innige Mischung der Gase, wie sie hier erforderlich ist, zuläßt.
Die Methode der Feuerung mit festem Brennmaterial richtet sich nach dem zu erreichenden Zweck. Will man möglichst hohe Temperaturen erzielen, wie das bei vielen Schmelzprozessen erforderlich ist, so muß man möglichst kompaktes und gut getrocknetes, auch wohl vorgewärmtes Brennmaterial mit der zur Verbrennung gerade ausreichenden Menge womöglich vorgewärmter Luft bei starkem Luftzug verbrennen, wobei ein Teil des Brennmaterials nur unvollständig oxydiert, also nicht seine ganze Brennkraft ausgenutzt wird.
Handelt es sich dagegen um möglichst vollkommene Ausnutzung des Brennstoffs unter Verzichtleistung auf sehr hohe Temperaturen, wie bei Dampfkesseln, Heizungsanlagen etc., so bedarf man reichlicherer Luftzuführung und einer möglichst gleichmäßigen Beschickung unter Vermeidung von großen Brennmaterialanhäufungen auf dem Rost. S. hierüber den Art. »Rauchverbrennung«. Beide Arten der Feuerung lassen sich bei festem Brennmaterial nicht vereinigen.
Verbrennungsraum für flüssige Brennstoffe.
Als flüssiges Brennmaterial für größern Betrieb ist zur Zeit nur das schwere Petroleum (Naphtha) zu nennen, während die Versuche, den Teer zu Heizzwecken zu verwenden, aufgegeben sind, wohl hauptsächlich deshalb, weil der Teer ein kostbares Rohmaterial für verschiedene chemische Industrien geworden ist (Paraffin, [* 5] Teerfarbstoffe etc.). Während man bei den ersten Versuchen mit Petroleumfeuerung das Petroleum zunächst vor der Feuerung vergaste, führt man es jetzt in flüssigem Zustand in den Ofen, wo es, wie bei den gewöhnlichen Lampen, [* 6] durch die Hitze der Flamme [* 7] selbst verflüchtigt und sogleich entzündet wird.
Die von Audouin erfundene Vorrichtung zum Verbrennen von Petroleum besteht in einem gewöhnlichen Verbrennungsraum ohne Rost, bei welchem die Heizthür durch eine Platte aus feuerfestem Material mit einer Reihe enger, vertikaler Spalten ersetzt ist. Über diesen Spalten liegt im Innern des Verbrennungsraums über die ganze Breite der Heizthür ein horizontales Rohr, welches, von einem außen angebrachten Gefäß [* 8] aus mit Petroleum gespeist, dasselbe durch Kapillarröhren vor den Spalten herabträufeln läßt.
In dem heißen Verbrennungsraum verflüchtigen sich die Petroleumtropfen schnell und verbrennen sofort mit der durch die Spalten hinzutretenden Luft. In Rußland verwendet man gegenwärtig zur Schiffs- und Lokomotivkesselheizung Petroleumfeuerungen nach O. Lenz' Patent. Hier fließt die Naphtha aus einem kleinen, über dem Kessel stehenden Kasten, welcher von großen Reservoirs aus nach Bedarf mit Handpumpen gespeist wird, in einem Rohr nach dem sogen. Naphthapulverisator, einem Strahlapparat, in welchem die Naphtha von einem Dampfstrom mitgerissen und in Staubform in den Verbrennungsraum gebracht wird, um hier unter der Einwirkung der durch den Rost hinzutretenden Luft zu verbrennen. Das Petroleum ist da, wo es billig zu haben ist, für Lokomotiven und Dampfschiffe wegen seiner vollkommen rauchfreien und leicht regulierbaren Verbrennung, seines großen Wärmeeffekts und seines geringen Raumbedürfnisses ein vortreffliches Heizmaterial.
Gasfeuerungen.
Die Verbrennungsräume für gasförmige Brennstoffe variieren in ihrer Form nach der Art der verwendeten Gase, namentlich aber nach der zu erzeugenden Temperatur. Für niedrige Temperaturen (Kesselfeuerung, Winderhitzung) läßt man die Gase häufig durch einen Schlitz über einen Rost hinströmen, auf welchem sich glühende Kohlen befinden; die durch diese hindurchgehende Luft tritt erwärmt zum Rost. Oder man legt (wie in [* 1] Fig. 8) eine mit
[* 1] ^[Abb.: Fig. 8. Verbrennungsvorrichtung für Heizgas.] ¶
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der freien Luft kommunizierende Röhre b durch die Mitte des Gaszuführungsrohrs a und zündet das Gas an. Man kann auch gegen die aus einem Schlitz austretenden Gase die Luft unter einem gewissen Winkel [* 10] aus einer Anzahl enger Düsen oder Schlitze stoßen lassen etc. Zur Erzielung höherer Temperaturen wendet man meist Gebläse [* 11] an und leitet den Luftstrom in solcher Richtung gegen die Gase, daß eine möglichst innige Mischung erfolgt. Die Art und die Menge, in welchen den Gasen Luft zugeführt wird, beeinflussen nicht nur den Nutzeffekt der Anlage, sondern auch wesentlich die Beschaffenheit der Flamme, welcher man einen reduzierenden oder oxydierenden Charakter verleihen kann, je nachdem man die Gase im Überschuß läßt oder mehr Luft, als zur Verbrennung nötig ist, zuführt.
In der Möglichkeit, die Flamme derartig dem jedesmaligen Zweck anpassen zu können, liegt ein wesentlicher Vorzug der Gasfeuerung. [* 12] Handelt es sich um Erzeugung sehr hoher Temperaturen, so muß man den in den Gasen vorhandenen Wasserdampf durch längere Rohrleitungen oder Berührung mit kaltem Wasser kondensieren oder mit Hilfe glühender Kohlen in Wasserstoff und Kohlenoxyd verwandeln. Hauptsächlich aber steigert man den Heizeffekt durch Vorwärmung des Gases und der Verbrennungsluft, zu welchem Zweck man dieselben durch Kanäle in den Seitenwänden des Feuerungsraums, durch Röhren [* 13] unter dem Roste, durch die hohle Feuerbrücke oder durch Schlangenröhren im untern Teil der Esse leitet.
Den höchsten Effekt erreicht man bei der Regenerativgasfeuerung, bei welcher vier mit gitterförmig gestellten Ziegeln gefüllte Kammern vorhanden sind [* 9] (Fig. 9, AA¹ BB¹). Diese Kammern sind derartig angeordnet, daß sie im obern Teil beständig mit dem Ofeninnern C, im untern abwechselnd mit den zum Schornstein führenden Rauchkanälen DD¹ oder mit den Gaskanälen EE¹ und den Luftkanälen FF¹ kommunizieren. Ist der Ofen im Betrieb, so ziehen die nach ihrer Wirkung im Ofen noch sehr heißen Verbrennungsgase, durch den Schornstein angezogen, durch die Kammern A und B von oben nach unten und erhitzen die Ziegel.
Ist dies nach etwa einer halben Stunde genügend geschehen, so werden A und B vom Schornstein isoliert und A¹ und B¹ mit demselben Verbindung gesetzt, dagegen A mit dem Gaskanal E, R mit dem Luftkanal F in Kommunikation gebracht. Nun ziehen die Gase und die Luft durch die erhitzten Kammern, mischen sich über den Öffnungen a und b gehörig und gelangen mit hoher Temperatur in den Ofen. Durch die abziehenden Verbrennungsgase werden jetzt die Steine der Kammern A¹ und B¹ erhitzt, so daß man nach einer halben Stunde, wenn die Steine des ersten Kammerpaars durch Gase und Luft abgekühlt sind, wieder wechseln und letztere durch die heißen Kammern des ersten Paars zuleiten kann.
Luft und Gas treten auf etwa 800° C. erhitzt in den Ofen, und die Verbrennungstemperatur kann auf 1500-2000° und höher gebracht werden. Die Möglichkeit, so hohe Temperaturen zu erzeugen, ist ein weiterer Vorzug der Gase. Dazu kommt ferner die Möglichkeit, die Länge der Flamme beliebig zu regulieren und Schwefel- und Aschenbestandteile von den zu erhitzenden Körpern fern zu halten, ferner Brennmaterialien rationell benutzen zu können, welche direkt auf Rosten nur sehr unvollkommen verbrannt werden können. Feuerungsanlagen [* 14] Siemens wendet jetzt bei Gasfeuerungen sein 1884 zuerst von ihm veröffentlichtes neues Verbrennungs- und Heizungssystem mit freier Flammenentfaltung an. Bei dem bisher gebräuchlichen Heizverfahren bringt man die Heizflamme mit dem zu erhitzenden Körper in direkte, dauernde Verbindung.
Hierbei leidet der letztere außer durch die Hitze auch durch die mechanische und chemische Einwirkung der Flamme, während anderseits die Flamme in ihrer Entwickelung gestört wird, so daß eine unvollkommene, das Brennmaterial nicht ausnutzende Verbrennung stattfindet, Übelstände, die nach Siemens dadurch vermieden werden, daß man die Flamme entgegen der bisherigen Gewohnheit zunächst in einen weiten Raum frei hineinschlagen läßt, derart, daß sie vor der vollständigen Verbrennung nirgends einen festen Gegenstand berührt. (Nach dem neuen System würden also z. B. in [* 9] Fig. 9 die Ausströmungsöffnungen für Gas und Luft samt dem den Ofen deckenden Gewölbe [* 15] viel höher anzubringen sein, um der Flamme ein freies Fortstreichen über die Tiegel zu gestatten.) Während der Entwickelungsperiode wirkt dann die Flamme auf ihre Umgebung nur durch Wärmeausstrahlung, die aber gerade in dieser Periode besonders stark ist.
Erst in zweiter Linie werden die fertigen Verbrennungsgase mit den Wänden engerer Heizkanäle in Berührung gebracht, um weitere Wärme [* 16] durch Leitung abzugeben. Die zu Gasfeuerungen verwendeten Gase werden, vom Wassergas [* 17] (s. d.) und vom Leuchtgas [* 18] (s. d.) abgesehen, dadurch erhalten, daß man festes Brennmaterial (Steinkohlen, Braunkohlen, Torf, Holz) [* 19] in einem Schacht in dicker Lage aufschüttet und in seinen untern Partien vermittelst Zug- oder Gebläseluft in Brand erhält.
Dabei bilden sich hauptsächlich Kohlenoxyd, Wasserstoff und etwas Kohlensäure, welche Gase, mit dem Stickstoff der Verbrennungsluft gemischt, nach dem Durchstreichen der ganzen Brennmaterialschicht oberhalb derselben sich mit den Gasen vereinigen, die durch die infolge der Erhitzung in den obern Schichten eintretende Destillation [* 20] erzeugt werden (Kohlenwasserstoffgase). Die erzeugten Gase enthalten demnach vorwiegend (brennbares) Kohlenoxyd und (unbrennbares) Stickgas, ferner in geringen Mengen (brennbaren) Wasser- und Kohlenstoff sowie (unbrennbare) Kohlensäure.
Die nutzbar zu machenden Gase entwickeln sich häufig in metallurgischen Apparaten (Schachtöfen, Hochöfen, Herden) als Nebenprodukte, oder sie werden absichtlich in besondern Schachtöfen (Generatoren) erzeugt und heißen im erstern Fall Gichtgase, im letztern Generatorgase. Übrigens sind beide Arten
[* 9] ^[Abb.: Fig. 9. Stahlschmelzofen mit Regenerativgasfeuerung.] ¶