Titel: | Die Benutzung der aus den Verkohkungsöfen entweichenden brennbaren Gase zur Dampferzeugung. |
Fundstelle: | Band 123, Jahrgang 1852, Nr. XIX., S. 103 |
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XIX.
Die Benutzung der aus den Verkohkungsöfen
entweichenden brennbaren Gase zur Dampferzeugung.
Mit Abbildungen auf Tab.
II.
Ueber Benutzung der Gase von Kohksöfen zur
Dampferzeugung.
Die Benutzung der aus den Verkohkungsöfen abziehenden brennbaren Oase (welche bereits
im polytechn. Journal Bd. CXVI S. 446
besprochen wurde) ist ein Gegenstand von großer Wichtigkeit. Man erlangt nicht
allein auf Eisenhütten dadurch eine wohlfeile Triebkraft, besonders für Gebläse und
Gichtzüge, sondern auch in den Steinkohlengruben, in der Nähe von deren Schächten
Verkohkungsöfen für Hüttenwerke und Eisenbahnen bestehen, kann man dadurch die
Förderungs-, Wasserhebungs- und Fahrmaschinen auf eine wohlfeilere und
bessere Art in Betrieb setzen als es jetzt der Fall ist. Es wird daher nachstehende
genaue Beschreibung der Verkohkungsöfen mit Dampfkessel und des Betriebes derselben
vielen Lesern willkommen seyn; sie ist aus Valerius' Traité de la Fabrication de la fonte (Bruxelles 1851) und aus den Annales des mines, 1ste Lief. 1851 entnommen.
Fig.
1–7 stellen ein Gemäuer mit acht Oefen nebst Kessel bar, welcher den Dampf
für eine Maschine von 80 Pferdekräften liefern kann. Fig. 1 Längenaufriß; Fig. 2
Grundriß; Fig.
3 senkrechter Längendurchschnitt nach AB; Fig.
4 horizontaler Durchschnitt nach CD in
Fig. 3;
Fig. 6
Endansicht des Ofengemäuers; Fig. 7 horizontaler
Durchschnitt nach EF in Fig. 1; Fig. 5 Querdurchschnitt
durch die Achse eines Ofens.
Die Verkohkungsöfen. – Sie haben ein doppeltes
Gemäuer, von denen das äußere aus gewöhnlichen Ziegelsteinen besteht.
s, s Herdsohle von feuerfesten Ziegelsteinen, welche auf
die hohle Kante gestellt sind.
v, v Gewölbe; Fig. 3 stellt ein solches
Gewölbe dar, in welchem noch die Chablone befindlich ist.
H Esse in der Mitte des Ofens.
h, h kleinere Essen an den Seiten, da wo das conische
Gewölbe beginnt.
Der Querschnitt der Esse H hat einen großen Einfluß auf
die Verkohkung; er ist gleich oder wenig größer als die Summe der Querschnitte von
den Essen h, h.
P, P Thüren zum Einbringen der Steinkohlen und zum
Ausbringen der Kohks.
I, I, Fig. 5, gußeiserne
Platten, die in gleicher Höhe mit dem Boden vor jeder Thür liegen, auf welche beim
Laden des Ofens die Steinkohlen gestürzt werden, und worauf die ausgezogenen Kohks
fallen.
c gußeiserne Thürgewände, die in das Gemäuer eingelassen
sind.
m gußeiserne Balken, welche die Decken über den Thüren
tragen.
L Gewölbe unter den Herdsohlen der Oefen.
Da diese Gewölbe den Zweck haben, die Herdsohlen gegen die Feuchtigkeit zu schützen,
so läßt man sie leer und füllt sie nur unvollkommen mit Schutt aus. Eins von diesen
Gewölben, Fig.
3, ist noch mit der Chablone f, g, g
versehen.
m', m',Fig. 1,
Mauern, welche die Enden der Grundgewölbe verschließen; sie sind mit Oeffnungen o versehen, die etwas über der Sohle zu Tage ausgehen,
so daß Luft in den Gewölben circuliren kann.
a, a kleine Canäle zur Abführung der Feuchtigkeit in dem
Gemäuer zwischen zwei benachbarten Oefen, sowie auch an den Enden des Gemäuers zu
beiden Enden der Esse Fig. 6. – Diese
Canäle verzweigen sich auf solche Weise, um die Feuchtigkeit aus allen Theilen des
Gemäuers ableiten zu können. Da die Oefen ein großes Gewicht zu tragen haben, und da
die Temperaturveränderung eine bedeutende Ausdehnung und Zusammenziehung veranlaßt,
so muß man das Gemäuer durch Verankerungen recht fest verbinden. Man ersieht dieses
Verankerungssystem aus Fig. 1, sowie aus Fig.
5–7.
b, b sind vier schmiedeiserne Stäbe von 5/8 Zoll Stärke,
welche die Ecken der Pfeiler und der Thürgewölbe, indem sie übers Kreuz gelegt sind, mit einander
verbinden. Ihre Enden sind mit Schraubengewinden und mit Muttern versehen, welche
die gußeisernen Winkeleisen an den Kanten der vier Ecken des Ofengemäuers und an
denen der Thürgewölbe festhalten.
b', b',Fig. 1, mit
Schraubengewinden und Muttern versehene Enden zweier eisernen Stäbe, welche durch
die Pfeiler parallel mit der Achse der Oefen gehen und die Träger von den
Thürgewölben zweier entgegengesetzter Thüren eines Ofens mit einander verbinden.
a', a',Fig. 1 und
Fig. 5 und
7, zwei
Rahmen von Flacheisen, 3 Zoll breit und 1/2 Zoll stark, welche fast sämmtlich in dem
Mauerwerk eingelassen sind, und den Zweck haben, die Seitenwände des Gemäuers
zusammenzuhalten. Der eine von den langen Stäben eines jeden Rahmens ist etwas unter
der Sohle angebracht, der andere aber unter der Krönung des Ofens. In den Widerlagen
gehen die beiden der Quere und der Höhe nach laufenden Stäbe durch Bügel an den
Enden der Längenstäbe.
Fig. 8 und
9 die
Ofenthür mit ihrem Rahmen. – Fig. 8 Aufriß von der
vordern Seite; Fig.
7 Durchschnitt und Grundriß nach AA,
Fig. 8.
Der gußeiserne Rahmen a ist mit zwei Oehren versehen, in
denen sich die Thür dreht. Der Haupttheil der letztern ist ein eiserner Rahmen c, von welchem die eine Seite an beiden Enden mit einem
Zapfen versehen ist, von denen sich der untere in einer Vertiefung des untern Ohrs,
der andere aber in einer cylindrischen Oeffnung des obern dreht. In diesem Rahmen
c sind feuerfeste Ziegelsteine eingelassen, welche
von den Querstäben d festgehalten werden, welche
letztere den Zweck haben, die Thür gegen die Einwirkung der Schwere und der Hitze in
ihrer gewöhnlichen Form zu erhalten. Zwischen zwei Ziegelsteinen, in der Nähe des
obern Rahmstücks von der Thür, ist ein Loch von ungefähr 3/4 Zoll Durchmesser
angebracht, wodurch die nothwendige Luft in den Ofen gelangt, und mittelst welcher
die Arbeiter den Gang der Verkohkung beobachten können. An den Thüren der Oefen ohne
Kessel befinden sich diese Oeffnungen nicht, weil der Gang des Processes durch die
Flamme angedeutet wird, welche aus den Essen entweicht, während die Luft durch die
Spalten eindringt, welche die Verschmierung der Thürränder zeigt.
Die Ziegelsteine der Thür müssen alle zwei Jahre ausgewechselt werden. Der Thürrahmen
von Schmiedeisen dauert zwölf Jahre; nach achtzehn Monaten hat er sich aber so
verzogen, daß man ihn wieder gerade richten muß. Das gußeiserne Thürgewände 2 hat nur
eine Dauer von zwei Jahren.
Ofen oder Canal zur Feuerung des Kessels. – Der
innere Raum dieses Ofens hat eine parallelepipedische Form, und ist oben durch zwei
Gewölbe geschlossen, zwischen denen sich eine Schicht von Kohkslösche befindet. Das
innere Gewölbe, welches sich auf die Mitte des Kessels stützt, besteht aus
feuerfesten Ziegelsteinen, sowie alle Theile des Canals, welche der directen
Einwirkung der Flamme ausgesetzt sind. Die Dicke aller dieser Mauerungen beträgt
eine Ziegelsteinbreite. Das äußere Mauerwerk besteht aus gewöhnlichen Ziegelsteinen.
Die gasigen Producte der Verkohkungsöfen, deren mittlere Essen sämmtlich in den
Canal ausmünden, entzünden sich mittelst einer Luftschicht bei ihrem Austritt aus
den Oefen, durchströmen die Länge des Canals, und nachdem sie ihre Einwirkung auf
den Kessel ausgeübt haben, gelangen sie in die eine oder die andere von den beiden
allgemeinen Essen, welche an den Wänden des Mauerwerks angebracht sind. Diese beiden
Essen werden abwechselnd angewendet, und während die eine in Thätigkeit ist, wird
die Verbindung der andern mit dem Canal durch ein Register G,
N,
Fig. 1, 3, 4,
unterbrochen, welches mit einem Gegengewicht versehen ist und daher leicht
aufgezogen werden kann.
k, k,Fig. 1, 4 und 5, gußeiserne
Canäle, welche auf die Sohle des großen Canals unter dem Kessel bis zu den
Oeffnungen führen, durch welche die Gase aus den Verkohkungsöfen strömen; durch sie
wird die zur Entzündung der Gase nöthige Luft eingeführt.
i, Fig. 4 und 5, Schieber von
feuerfestem Thon, welche mittelst eisernen Stangen bewegt werden können, und dazu
dienen, die Oeffnungen, wodurch die gasigen Producte aus den Verkohkungsöfen in den
großen Canal strömen, nach Erforderniß zu verschließen. Wenn die Mittlern Essen der
Verkohkungsöfen mit diesen Schiebern verschlossen sind, wie es in den Zeichnungen
der Fall ist, so erfolgt die Verkohkung mittelst der beiden Seitenessen. Da diese
Essen von Mauerwerk umgeben sind, so hat man sie höher aufführen müssen, als es bei
Oefen ohne Kessel nothwendig ist. Der Theil dieser Essen, welcher in dem Gewölbe des
Verkohkungsofens befindlich, ist cylindrisch, der übrige Theil aber vierseitig. Bei
den Oefen ohne Kessel liegen die drei Essen in einer Linie; bei den Kesselöfen
erfordert es aber der Schieber, daß eine von den Seitenessen zur linken Seite
gerückt ist. Neuerlich hat man auch die Seitenessen weiter auseinander gerückt, als
es bei den Oefen ohne Kessel der Fall ist, um durch eine größere Dicke des
Mauerwerks zu
verhindern, daß sich die innere Canalwand zu sehr erhitzt, wenn man die Seitenessen
benutzt um Reparaturen in dem Canale auszuführen. Bei dem gewöhnlichen Betriebe
benutzt man die Seitenessen nicht, und dann ist ihre obere Oeffnung mit gußeisernen
Platten Fig.
2, oder mit einem hinreichend großen Ziegelstein bedeckt, welchen man mit
Kohkslösche umgibt, um den Verschluß dichter zu machen. Einer jeden Thür der
Verkohkungsöfen entspricht eine gewölbte Nische N¹ in dem Kesselofen, die ganz unabhängig von dem übrigen Gemäuer
ausgeführt ist, und bei welcher das mittlere Mauerwerk durch Kohkslösche ersetzt
wird (Fig. 5,
1 und 4), so daß man
sehr leicht und ohne Nachtheil des übrigen Ofens Löcher hineinschlagen, und den
Kessel untersuchen oder repariren kann. Bei den neuerlich ausgeführten Oefen läßt
man jedoch die Löscheschicht weg, füllt die Nischen mit Mauerwerk aus, läßt aber in
der einen Nische, welche in der Nähe einer Esse liegt, eine Thür p, Fig. 1, welche groß genug
ist, damit der Kessel untersucht werden, und Arbeiter hineingelangen können. Diese
Thür wird mit einer Klappe geschlossen, die aus einem gußeisernen Rahmen und aus
feuerfesten Ziegelsteinen besteht, sich um Zapfen dreht, und während des Betriebes
luftdicht mit Lehm bestrichen wird. Diese Klappe ist so eingerichtet, daß sie sich
von selbst verschließt, und mit einem Griff versehen, so daß man sie leicht öffnen
kann. Fig. 6
und 3, M, M, Nischen, von denen die eine am Boden, die andere
in der Höhe des Hahns angebracht ist, durch welchen man den Kessel entleert; durch
sie kann ein Arbeiter in die allgemeine Esse gelangen. n,
n Nischen an den Enden des Ofengemäuers und neben den großen Essen, durch
welche man unter den Kessel gelangen und dessen untere Seite untersuchen kann; sie
sind während des Betriebes vermauert, wogegen man sie auch mit Thüren versehen kann
wie die eben erwähnten Nischen p. – Das Gemäuer
des Kesselofens ist mit engen Canälen zur Ableitung der Feuchtigkeit a, a,
Fig. 1 und
Fig. 7 mit
einer sehr festen Verankerung versehen. Dieselbe besteht aus Rahmen von Flachstäben
von 3 Zoll Breite und 1/2 Zoll Dicke, von denen zwei x,
x,
Fig. 1, 5 und 7, die langen
Seitenwände umfassen, und die andern y, y,
Fig. 3 und
Fig. 1,
das Ofengemäuer in der Richtung der Quere befestigen. Alle diese Verankerungen sind
soviel als möglich in dem Gemäuer eingelassen, wodurch man ihr Verziehen
hindert.
Der Kessel ruht in dem Ofen auf gußeisernen Supports 8, Fig. 5 und Fig. 3, die einer
möglichen Ausdehnung und Formveränderung des Kessels nachgeben können, ohne daß das
Mauerwerk darunter leibet. Zu dem Ende bestehen sie aus einem horizontalen Fuß mit
einer Nuth, und aus
einem senkrechten Träger, der oben zur Aufnahme des Kessels gabelförmig ist, und
dessen abgerundeter Fuß in der Nuth des Fußes steht und sich darin bewegen kann.
– Der Kessel wird auch noch durch 16 Füße oder Winkel von starkem Blech r, Fig. 5 und 3, in seiner Lage
festgehalten; sie sind ungefähr 10 Zoll breit, einerseits an den Kessel genietet,
und treten andererseits an das Mauerwert. – Die Entleerungsröhre t, Fig. 1, ist von
feuerfesten Ziegelsteinen umgeben, wodurch sie gegen die Einwirkung der Flamme
geschützt wird.
Die Garnituren des Kessels. – Dahin gehören: 1)
das unzugängliche Sicherheitsventil mit Pfeife, welche mit einem Schwimmer in
Verbindung steht und ertönt, wenn der Wasserstand zu niedrig ist. – 2) Die
Kuppel zur Auffangung und Abführung des Dampfes, nebst dem Mannsloch. Die Dampfröhre
wird, damit nicht zu viel Wärme verloren geht, da sie häufig lang seyn muß, mit
doppelten Strohseilen umwickelt; darüber kommt ein Mörtel von Kalk, Lehm und
Kuhhaaren und über diesen eine Schicht von Theer, der mit dem Pinsel aufgetragen
wird. – 3) Das zugängliche Sicherheitsventil mit einem Wasserstandszeiger mit
Schwimmer. – 4) Der Speisehahn und die Speiseröhre. – 5) Eine
Wasserstandsröhre. – 6) Ein Manometer. – Alle diese Theile haben
dieselbe Einrichtung wie an den andern Dampfkesseln.
Einrichtung des Gemäuers der Kessel. – Man legt
zwei Gemäuer mit acht Oefen in eine Linie, und läßt zwischen beiden einen Raum von
ungefähr 4 Meter; wenn man mehrere solcher Linien von Oefen bedarf, so legt man sie
parallel neben einander und so an, daß zwischen zwei benachbarten Linien ein freier
Raum von beiläufig 26 Metern bleibt. Ein solcher Raum ist für den Betrieb
nothwendig; man rechnet nämlich vor jedem Ofen auf einen Raum von 3 Met. zur
Aufnahme der ausgezogenen Kohks, sowie zur Aufnahme der Kohlen, welche in den Ofen
eingebracht werden sollen; dann rechnet man auf weitere 5 Met. um die gelöschten
Kohks auszubreiten und auf nochmals 5 Met. für die Wassergefäße, die Kohkssiebe und
die Haufen der zu verkohkenden Steinkohlen, was für zwei parallele Reihen 26 Meter
macht. Dieser ganze Platz ist mit Ziegelsteinen gepflastert, welche auf der hohen
Kante stehen. Vor jedem Ofen befindet sich eine gußeiserne Platte auf dem Boden, und
vor den Platten der verschiedenen Oefen liegen andere, welche einen gußeisernen Weg
bilden. In der Mitte zwischen zwei parallelen Ofenreihen ist eine Eisenbahn
angebracht. Wie schon oben bemerkt, muß man den Ofenlinien eine solche Richtung
geben, daß der Platz vor
denselben von den gewöhnlichen Winden getroffen werden kann, um einen steten
Luftwechsel zu erlangen, was bei der starken Hitze, welche die Oefen und die
ausgezogenen Kohks verursachen, höchst nothwendig ist.
Obgleich ein einziger Kessel, wie der oben beschriebene, die Kraft zum Betriebe des
Gebläses für einen Kohkshohofen von großen Dimensionen entwickeln kann, wendet man
zu Seraing doch zur Vermeidung jeder möglichen Betriebsstörung des Hohofens vier
solcher Kessel an, von denen jeder auf einem Gemäuer von acht Verkohkungsöfen steht,
und diese speisen die Gebläsedampfmaschine von zwei Hohöfen. Jeder Kessel steht neun
Monate im Betriebe, worauf man ihn reinigt und drei Monate im Jahre kalt stehen
läßt. Auf diese Weise stehen noch immer drei Kessel zusammen im Betriebe. –
Die Verbindungsröhren zwischen zwei Ofengruppen haben 6 1/2 engl. Zoll im
Durchmesser, und diejenigen welche den Dampf von der letzten Gruppe zur Maschine
führen, 8 1/2 Zoll.
Construction der Kesselöfen zu Seraing. –
Fundamente. – Da das Mauerwerk derjenigen Verkohkungsöfen, deren
entweichende Flamme man nicht benutzt, nur eine geringe Höhe über dem Boden zu haben
braucht, so errichtet man sie zuweilen auf einer Basis, welche wenig Widerstand
leistet, z.B. auf einer Aufschüttung die erst wenige Jahre vorher gemacht worden
ist, hauptsächlich wenn ein solcher Schutt durch Wagen festgefahren und häufig von
Regen durchnäßt worden ist. Verkohkungsöfen aber, auf denen ein Dampfkessel
angebracht wird, müssen einen sicheren Grund haben, weil das Gewicht des Mauerwerks
eines solchen Ofens, sowie des mit Wasser gefüllten Kessels ein sehr bedeutendes
ist. Wenn man außerdem berücksichtigt, daß ein schlechtes Fundament Risse in dem
äußern Mauerwerk hervorbringen kann, daß durch dieselben Luft eindringt, unnützer
Kohksverbrand und eine Störung des Verkohkungsbetriebes stattfindet, so wird man
sich überzeugen, daß es zweckmäßig ist, selbst die kleinsten Oefen niemals auf einen
nicht festen Grund zu stellen, und ein solcher sind Schuttauffüllungen, selbst wenn
sie sich wirklich festgesetzt haben. Außer der Festigkeit muß aber das Fundament des
Ofens noch eine andere Bedingung erfüllen, nämlich daß nie Feuchtigkeit zu dem Herde
gelangt; denn es würde ein vortheilhafter Verkohkungsbetrieb ganz unmöglich seyn,
wenn die Sohle mit feuchten Stoffen in Berührung käme.
Die Fundamente der Verkohkungsöfen mit Kessel bestehen zu Seraing aus Pfeilern,
welche oben mit einem vollen Kreisgewölbe verbunden sind. Dadurch entstehen unter
den Oefen gewölbte Räume, welche vorn und hinten durch Scheibenmauern geschlossen
sind, wie man bei m', Fig. 5, sieht. Auf diesen
Gewölben werden nun die Verkohkungsöfen aufgeführt. Die Widerlagen der
Fundamentgewölbe, sowie die Scheibenmauern, welche die Fundamentgewölbe
verschließen, bestehen aus gewöhnlichen Ziegelsteinen von mittlerer Güte. Die
Gewölbe bestehen aber aus solchen Ziegelsteinen, die man aus den gewöhnlichen
auswählt, und welche 9 engl. Zoll lang und 4 1/2 Zoll breit und 2 1/2 Zoll hoch
sind. Die Gewölbe von 1 1/2 Ziegelsteindicke, die im Verbande aufgeführt sind, haben
eine Stärke von 13 1/2 Zoll. Die Gewölbewinkel sind mit Ziegelsteinen von
gewöhnlicher Beschaffenheit ausgefüllt.
Um die Fundamentgewölbe unter dem Ofen zu construiren, bedient man sich der Chablonen
oder Lehrbögen, deren convexe Oberfläche aus Latten von Tannenholz besteht, ähnlich
denen wie man sie zu einer Ziegelbedachung anwendet. Sie sind 0,03 Met. breit und
0,025 Met. stark, und werden auf die Kanten halbkreisförmiger aus Brettern
geschnittener Lehrbögen, die etwa 0,05 Met. stark sind, aufgenagelt. Auf die ganze
Länge eines solchen Fundamentgewölbes müssen acht solcher Lehrbögen angebracht
werden, welche man auf zwei der Länge nach laufende Balken von 6 Zoll im Quadrat
setzt, die dicht an den Gewölbwiderlagen anliegen, und auf den Scheibenmauern oder
der Bogenunterfütterung an den beiden Enden des Gewölbes aufliegen. Die Lehrbögen
Und Schwellen können zu allen Gewölben benutzt werden.
Bei der Ausfüllung der Winkel von den Gewölben läßt man kleine Abzugscanäle a offen, welche 3 Zoll breit und 2 1/2 Zoll hoch sind,
und legt die Verankerungsstäbe n', Fig. 1, 5 und 7 ein. Sie bestehen aus
Flacheisen von 4 Zoll Breite und 3 Linien Stärke.
Das Ofengemäuer. – Nachdem man die Fundamentmauern
bis zu der zweckmäßigen Höhe über der Sohle aufgeführt hat, setzt man auf den ganzen
obern Theil des Gemäuers ein Bett von gewöhnlichen Ziegelsteinen, und zwar auf die
breite Seite, in Mörtel aus Kalk und Sand, verzeichnet den Durchschnitt der Oefen
auf das auf diese Weise vorbereitete Mauerwerk, wobei man sich zweier vierseitigen
Kaliber von Tannenholz bedient, deren Umrisse ganz genau den Durchschnitt der
benachbarten Oeffnungen zweier Oefen in einer Horizontalebene darstellen, welche
durch die Höhe dieses Mauerwerks geführt worden ist. Zwei Kaliber sind hinreichend,
um die Eingänge zu allen Oefen zu verzeichnen. Nachdem man z.B. die vordern
Oeffnungen zweier
aneinander liegenden Oefen verzeichnet hat, geht man zur Verzeichnung der vordern
Oeffnung des dritten Ofens mittelst des Kalibers über, welches zum ersten gedient
hat, indem man dasselbe in die Verlängerung der ersten Verzeichnung bringt. Auf
gleiche Weise verfährt man nun mit dem Entwurf der vordern Oeffnung aller Oefen in
einem Gemäuer, sowie auch mit derjenigen der entgegengesetzten Oeffnungen.
Nachdem dieß geschehen ist, bringt man die gußeisernen Thingewände oder Thürrahmen
a, a in die Stellung, welche sie einnehmen sollen,
und erhält sie durch hölzerne Stützen in dieser Stellung, bis sie mit Mauerwerk
umgeben sind. Darauf führt man die senkrechten Widerlagen der Ofengewölbe von
feuerfesten Ziegelsteinen in horizontalen Schichten mit Ausnahme der innern Futter
s' und der abgerundeten Ecken r', Fig.
6, auf, indem man die letztern erst nach Vollendung der Sohle construirt.
Nach Vollendung der Widerlagen schlägt man die Ofengewölbe mittelst vier großen
Lehrbögen, Fig.
3, für die cylindrischen, und zweier kleinen Chablonen für die
kegelförmigen Gewölbe. Diese Lehrbögen haben dieselbe Einrichtung wie die zu den
Fundamentgewölben angewendeten, sie stehen aber auf nur lose hingelegten
Ziegelsteinen. Alle Ziegelsteine eines Gewölbes, selbst die den Anfang bildenden,
stehen senkrecht auf seiner Oberfläche. Bei Ausfüllung der Ecken des Gewölbes spart
man kleine Canäle a aus, Fig. 1, und führt auch zu
gleicher Zeit die Essen mit feuerfesten Ziegelsteinen auf, welche zu dem Ende eine
runde Form haben. Zu dem Theil des Gewölbes, am Anfang der Essen, haut man die
Ziegelsteine mittelst eines beilförmigen Hammers zu. Sobald das Mauerwerk die
erforderliche Höhe erreicht hat, legt man die Balten m
auf, welche die Decke der Thürgewölbe bilden, auch legt man gehörigen Orts die
Verankerungsstäbe ein, sobald man das Mauerwerk bis dahin aufgeführt hat.
Kesselofen. – Man legt die untern horizontalen
Ankerstabe, welche das Mauerwerk des Ofens zusammenhalten müssen, auf die Fläche
Seite an den gehörigen Stellen ein, und nachdem man die Sohle des Kesselofens mit
Ziegelsteinen, welche auf die hohe Kante gestellt werden, ausgeführt hat, zieht man
den Kessel, der ein Gewicht von etwa 15,000 Kilogr. haben mag, in die Höhe und
bringt ihn in seine gehörige Lage. Die zu dieser Arbeit, welche mit großer Vorsicht
ausgeführt werden muß, erforderlichen Gegenstände sind: 1) drei Winden, welche auf
die Sohle des Ofens gestellt, und mit dem gehörigen Gewicht an Roheisengänzen beschwert
worden sind; 2) eine geneigte Ebene, bestehend aus vier Balken von Tannenholz, einen
Fuß im Quadrat stark; und 3) vier hölzerne Unterlagen, welche anfänglich die
gußeisernen Supports ersetzen müssen; sie haben die gehörige kreisförmige Aushöhlung
zur Aufnahme des Kessels und bilden eine Verlängerung der Balken, aus denen die
geneigte Ebene besteht.
Nachdem man nun den Kessel parallel mit dem Ofen und an den Fuß der geneigten Ebene
gelegt hat, schlägt man drei Seile um ihn, deren andere Enden mit den Rundbäumen der
Winde in Verbindung stehen, und wendet nun den Kessel auf der geneigten Ebene empor,
indem man an jede Winde zwei Mann stellt, und das Aufziehen mit der größten
Gleichförmigkeit bewirkt. Sobald der Kessel auf die hölzernen Supports gelangt ist,
stellt man die gußeisernen Supports auf, und treibt einige Keile darunter, so daß
sie den Kessel allein tragen. Die hölzernen Schwellen, welche die anfänglichen
Supports bilden, nimmt man nicht weg, denn wenn der Ofen in Betrieb gesetzt wird, so
verzehrt sie das Feuer und sie verschwinden, ohne daß der Kessel Stöße oder irgend
eine Veränderung seiner Lage erleidet.
Ist nun der Kessel in die Lage gekommen, welche er einnehmen soll, so versieht man
ihn mit seinen Garnituren, d.h. mit den Ventilen, Sicherheitsapparaten u.s.w., füllt
ihn mit Wasser, und probirt ihn dann mittelst einer Druckpumpe, vernietet und
verkittet die Stellen welche noch Wasser durchlassen, und vollendet das Mauerwerk zu
beiden Seiten des Kessels, mit Ausnahme der Thüren, durch welche die Reparaturen
bewirkt werden. Diese verschließt man alsdann mit einer halben Ziegelsteindicke, und
bringt in den hohlen Raum zwischen den beiden senkrechten Thürpfosten Kohkslösche,
mit welcher man vorrückt, indem man mit dem Mauerwerk in die Höhe geht. Man muß auch
dahinsehen, daß zu gehöriger Zeit die senkrechten Ankerstabe y, y,
Fig. 3, 4 und 5, eingemauert
werden, und später legt man die zweiten der Quere nach liegenden Stäbe der
Verankerung ein, wodurch die ersten verbunden werden. Man vollendet die Essen mit
quadratischem Querschnitt, füllt den Raum zwischen den senkrechten Ofenmauern und
dem Kessel mit Kohkslösche aus, und mauert die etwas schräge Decke darüber.
Vollendung der eigentlichen Verkohkungsöfen. –
Nachdem der Kesselofen fertig ist, wendet man sich wieder zu den eigentlichen
Verkohkungsöfen und construirt nach und nach die Herdsohle und die innern Futter s' und r' Fig. 7. Die Sohle
construirt man aus Ziegelsteinen von 8 3/4 Zoll Länge, 4 5/8 Zoll Breite und 2 1/2 Zoll Höhe, stellt
sie auf die hohe Kante und verbindet sie mit feuerfestem Mörtel. Die Länge der
Ziegelsteine kommt in der Richtung der großen Achse des Ofens, die von einer Thür
zur andern läuft, und man gibt der Sohle einen Abhang von 1 1/2 Zoll von der Mitte
nach den Thüren zu, um das Ausziehen der Kohks zu erleichtern. Die gebrochenen Ecken
r' werden bis zum Gewölbe mit starken Ziegelsteinen
aufgeführt. Da die innern Wände der Oefen leicht abgenutzt werden, so sind die
gebrochenen Ecken r' und die Futtermauern s' sehr nothwendig, um die Widerlagmauern, besonders an
den untern Theilen zu schützen, weil sonst die Gewölbe zusammenbrechen könnten. Erst
in dem Augenblick wo man den Ofen in Betrieb setzt, versieht man die Kanten mit
Winkeleisen, wodurch das Mauerwerk gegen die starken Stöße geschützt wird, welche
bei dem Betriebe nicht vermieden werden können.
Betrieb der Kesselöfen zu Seraing. – Obwohl in
diesen Oefen die Verkohkung auf dieselbe Weise bewirkt wird, wie in den gewöhnlichen
Oefen auf derselben Hütte, deren entweichende Flamme man nicht benutzt, so finden
doch einige Verschiedenheiten statt, welche von der Wirksamkeit der allgemeinen
Essen herrühren und die wir erwähnen müssen. Die Oefen ohne Kessel müssen fast stets
mit Hülfe der Mittlern Essen betrieben werden; bei den Kesselöfen aber, deren
Seiteneffen eine bedeutende Höhe haben, üben die Richtung des Windstroms und die
Windstöße keinen so wesentlichen Einfluß aus, und man kann daher ohne Unterschied
mit der Mittlern Esse oder mit den beiden Seitenessen verkohlen, deren
Gesammtquerdurchschnitt gleich dem einzigen von jener ist. Gewöhnlich führt man aber
den Betrieb mit der Mittlern Esse; allein da man ihre Oeffnungen nicht beobachten
kann, so ist man auch nicht im Stande die verschiedenen Perioden der Verkohkung
durch die Flamme zu erkennen, oder man muß dann auf das Ofengemäuer steigen und
durch den Canal, welcher die äußere Luft einführt, in den Ofen sehen, was aber
unbequem ist. Aus diesem Grunde hat man in den Thüren der Kesselöfen, und zwar im
obern Theile, ein Schauloch angebracht, welches an den
Thüren der gewöhnlichen Oefen fehlt, und nicht allein zu der fraglichen Beobachtung,
sondern auch zur Einführung der zur Verkohkung nöthigen Luft dient. In den Oefen
ohne Kessel ist der im Wesentlichen veränderliche Zug am Anfang der Verkohkung zu
schwach und gegen das Ende zu stark. In den Kesselöfen ist er stets gleichförmig,
selbst während des Ausziehens, und die Wärme ist größer, so daß man die Thüren mit
der größten Sorgfalt verstreichen, hauptsächlich aber die Kohks möglichst schnell
ausziehen muß, um den Abbrand zu vermeiden.
Da die Gase, welche sich am Anfang der Verkohkung entwickeln, wenig brennbare Stoffe
und viel Wasserdampf enthalten, welcher wegen seiner großen Wärme-Capacität
die Kesselcanäle nur abfühlen könnte, so läßt man diese Gase durch die Seiteneffen
in die Luft entweichen, und öffnet die Mittlern Essen erst zwei oder drei Stunden
nach dem Einladen der Steinkohlen. – Die beiden allgemeinen Essen der
Ofengruppe, von denen jede einen Querschnitt hat, der gleich der Summe der
Gasentwicklungsöffnungen ist, saugen wechselsweise diese letztern zwölf Stunden lang
an, und es wird die Verkohkung so betrieben, daß alle drei Stunden einer von den
acht Oefen, aus denen die Gruppe besteht, entladen und wieder gefüllt wird, wie die
Pfeile hier unter
Textabbildung Bd. 123, S. 114
andeuten, deren Zahlen die Stunden nachweisen, zu welchen die
respectiven Oefen gefüllt werden. Dieses sinnreiche Verfahren gewährt drei
Vortheile: 1) da der Kessel seiner ganzen Länge nach eine gleichförmige Hitze
erhält, so nutzt er sich auch gleichförmig ab; 2) die Entzündung der in den
Recipient strömenden Gase ist dadurch gesichert, daß die Gase aus den im vollen
Feuer stehenden Oefen über die Oeffnungen der minder vorgerückten weggehen. 3) Die
Unterbrechung der Wirksamkeit, welche von dem unregelmäßigen Betriebe eines jeden
einzelnen Ofens herrührt, verschwindet, da die Ofengase aus verschiedenen Perioden
sich so mit einander vermengen, daß sie ein gleichförmiges Product geben. Dieses
letztere Resultat ist sehr vollkommen erreicht. Auch werden die Manometer auf den
Dampfkesseln und auf den Luftbehältern in einer Unbeweglichkeit erhalten, welche
durch kein gewöhnliches Feuerungssystem zu erlangen ist.
Anzahl der Oefen für einen Kessel. – Die Anzahl
der Oefen, welche zum Betriebe eines gegebenen Dampfkessels erforderlich sind, ist
nicht constant. Im Winter bedarf man einer größern Anzahl als im Sommer, und in
derselben Jahreszeit ist eine um so größere Anzahl erforderlich, je niedriger die
Temperatur ist. Die Art der Speisung der Kessel übt auch einen Einfluß aus; gelangt
auf einmal zu viel Wasser hinein, so veranlaßt die entstehende augenblickliche
Abkühlung eine vorübergehende Verminderung des erzeugten Dampfes, weßhalb einige
Oefen mehr erforderlich sind.
Außerbetriebsetzung. – Um den Ofen oder Canal
eines Kessels außer Betrieb zu sehen, verschließt man die beiden Schieber der
allgemeinen Essen, sowie die acht Schieber der mittleren Essen der Verkohkungsöfen,
öffnet die Seitenessen derselben und reißt einige Nischenmauern N' ein. Nach Verlauf von einigen Tagen sind die Canäle
kalt genug, so daß die Arbeiter hineinkriechen und die nothwendigen Reparaturen
vornehmen können. Um einen Ofen der Gruppe außer Betrieb zu setzen, öffnet man die
Thüren und die Seitenessen desselben und verschließt die mittlere Esse.
Wirkungen des Dampfes welcher durch die Verkohkungsöfen zu
Seraing erzeugt wurde. – Die drei Kessel über drei Ofengruppen, von
denen 13 Oefen mittelst ihrer entweichenden Flammen, die übrigen 11 aber (deren Gase
sich aus den Seitenessen entwickeln) nur durch ihre strahlende Wärme zu der
Verdampfung beitragen, betrieben: 1) eine Gebläse-Dampfmaschine von directer
Wirkung, mittlerem Druck, mit Condensation und Expansion, welche zwei große
Kohksöfen mit Wind speist; 2) eine kleine Maschine von zehn Pferdekräften, die
mittelst einer geneigten Ebene das Brennmaterial und die Erze zur Gicht der Hohöfen
schafft. Da der Durchmesser des Gebläsecylinders 7 1/2 engl. Fuß, der Kolbenlauf 8
Fuß beträgt, die Anzahl der Umgänge in der Minute 10, und die Windpressung 3,75
engl. Pfund auf den Quadratzoll beträgt, so ist der Nutzeffekt nach Watt gleich 117
Pferdekräften; man erhält dasselbe Resultat, wenn man die Kraft mittelst des
manometrischen Drucks und des Durchmessers der vier Gebläsedüsen, welcher 2 7/8
engl. Zoll ist, berechnet.
Um die Leistungen der Wärme zu erklären, welche die Verbrennung der Gase von 13 Oefen
entwickelt, müssen wir bemerken, daß die Ladung eines jeden Ofens aus drei Kubikmet.
kleiner Steinkohlen besteht, welche 2751 Kilogr. wiegen, und aus denen man der
Erfahrung gemäß nach 24 Stunden 4,5 Kubikmet. Kohks à 375 Kilogr. = 1687,5 Kilogr., ferner 212,5 Kilogr. Kohkslösche
und eine Quantität Asche erhält, welche 27,51 Kilogr., d.h. 1 Procent Steinkohle
enthält. Die flüchtigen Substanzen, mit Einschluß des in der Steinkohle enthaltenen
Wassers, betragen demnach 823,49 Kilogr., und wenn man drei Proc. von dem Gewicht
der Steinkohlen für das Wasser abzieht, so bleiben 740,96 Kilogr. für die
verschiedenen Kohlenwasserstoffe, welche allein Flamme hervorbringen können. Um die
strahlende Wärme nicht ganz zu vernachlässigen, welche stets eine wichtige Rolle
spielt, wollen wir annehmen, daß wenn man die Seiteneffen eine statt dreier Stunden
öffnet, 1/24 d.h. 30,87
Kilogr. von diesen Gasen in die freie Luft entweichen. Es bleiben dann zur Benutzung
der Kesselfeuerung, welche zwei Maschinen von einer Gesammtkraft von ungefähr 130
Pferden betrieb, 710,09 oder für 13 Oefen 9231,17 Kilogr. Nun darf man annehmen, daß
in den besten gewöhnlichen Oefen eine Maschine von 130 Pferdekräften nach dem System
von Evans in der Stunde und auf die Pferdekraft 3 Kilogr.
gute Steinkohlen verbraucht, d.h. im Ganzen in 24 Stunden 9360 Kilogr. Diese Zahlen
geben nicht allein Rechenschaft von der bedeutenden Wirkung, welche die aus den
Verkohkungsöfen entweichenden Flammen ausüben, sondern sie beweisen auch, daß die
Dampfkessel nicht einmal alle erzeugte Wärme verbrauchen, denn der Wärmeeffect des
schweren Kohlenwasserstoffs oder ölbildenden Gases, welches einen bedeutenden Theil
von dem entwickelten Gase bildet, verhält sich zu dem Wärmeeffect der Steinkohle wie
12170 zu 7500. Wirklich bemerkt man einestheils, daß zur Verkohkung der Steinkohlen
viel Wärme erforderlich ist, und anderntheils, daß die Verbrennung der Gase nicht
unter den günstigsten Umständen stattfindet, weil zu viel Luft in die Oefen und in
die Canäle strömt.
Oekonomische Verhältnisse. – Die
Brennmaterial-Ersparung, welche man durch die entweichenden Flammen des
Verkohkungsofens erzielt, beträgt nach obigen Angaben täglich 9360 Kilogr.
Steinkohlen und folglich in einem Jahre 3,416,400 Kilogr. oder 35962 Hektoliter,
welche zu 0,90 Fr. per Hektoliter, 32366 Fr. kosten.
Eine Maschine von 130 Pferdekräften nach dem Evans'schen
System, welche auf die gewöhnliche Weise gefeuert wird, erfordert fünf Kessel, für
welche zehn Heizer nöthig sind, während der Dienst bei den Dampfkesseln über den
Verkohkungsöfen durch zwei Arbeiter besorgt wird, welche über den Wasserstand
wachen, und außerdem alle Register und die Verdichtung der Thüren beaufsichtigen
müssen; demnach werden durch das neuere System der Kesselfeuerung acht Arbeiter
entbehrlich, deren Lohn à 1,80 Fr. täglich,
jährlich 5256 Fr. beträgt.
Als fernere Ersparungen kommen noch hinzu: die Fortschaffung der Asche, die Reparatur
der gewöhnlichen Kesselöfen, welche alle vier Monate erfolgen muß; die Abnutzung der
Roste, welche nie länger als ein Jahr dauern; die Anschaffung und Unterhaltung der
Gezähe für die Heizer, die Verminderung der Reinigungskosten der Kessel um ein
Drittel, und was sehr wichtig ist, der von den gewöhnlichen Kesseln eingenommene
Platz.
Zu Seraing berechnet man die Kosten des Gebläses nach dem jetzigen System auf 1,30
Fr. per 1000 Kilogr. erzeugten Roheisens, während sie bei dem alten
System, d.h. mit gewöhnlichen Dampfmaschinen, welche per
Pferdekraft in der Stunde 5–6 Kilogr. Steinkohlen verbrauchten, 6 Fr.
betrugen. Da nun die zwei Hohöfen Nr. 5 und 6, deren Gebläse durch die entweichende
Flamme der Verkohkungsöfen betrieben wird, täglich 30000 Kilogr. Roheisen erzeugen,
so werden bei diesen Hohöfen mittelst des neuen Heizungssystems jährlich etwa 54750
Fr. erspart.
(Wir verweisen schließlich auf die Versuche über die
Verdampfung, welche zu Couillet unter der Leitung des Ingenieurs Smits
angestellt worden sind, im polytechn. Journal Bd. CXXI S. 185. Die Redact.)