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Feuerungsanlagen

[515] Feuerungsanlagen (hierzu Tafel »Feuerungsanlagen I-III«), Vorrichtungen zur Verbrennung von Brennstoffen (Brennmaterialien) und zur Nutzbarmachung der bei der Verbrennung entwickelten Wärme. Jede Feuerungsanlage besteht aus drei Teilen: 1) der eigentlichen Feuerung, der Vorrichtung zum Verbrennen des Brennstoffes und Entwickeln der in demselben gebundenen Wärme; 2) den Heizkanälen, Feuerkanälen, Feuerzügen, d. h. den Einrichtungen, bez. Räumen, in denen die entwickelte Wärme, die in den bei der Verbrennung entstandenen Gasen, den Heiz- oder Feuergasen, enthalten ist, nutzbar gemacht wird (zum Schmelzen von Metallen, Erwärmen und Verdampfen von Flüssigkeiten etc.); 3) den Zugerzeugungsvorrichtungen, d. h. den Vorrichtungen zur Einführung der zur Verbrennung erforderlichen Luft in die Feuerung und zur Ableitung der ausgenützten, abgekühlten Feuergase, der Abgase, in die Atmosphäre (Schornsteine, Gebläse, Exhaustoren).

I. Feuerungen für feste Brennstoffe

sind entweder Rostfeuerungen oder Staubfeuerungen. Bei erstern wird das Brennmaterial in größern oder kleinern Stücken, als Staub (natürlicher, nicht gemahlener) oder als Schlamm (Stückkohle, Nußkohle, Kohlen- und Koksgrus, Staubkohle, Kohlenschlamm, Holzabfälle, Sägespäne etc.) verbrannt. Bei letztern wird der Brennstoff künstlich zu Staub vermahlen und in diesem Zustand mit der zur Verbrennung erforderlichen Luft in die Feuerung eingeführt. Bei jeder Rostfeuerung sind zwei Räume, ein Verbrennungsraum (Feuerstätte, Herd) und ein Aschenraum, vorhanden. Beide Räume sind durch den zur Aufnahme des Brennmaterials dienenden Rost getrennt. Bei den Staubfeuerungen ist ein Rost nicht erforderlich, sondern meist nur ein Verbrennungsraum vorhanden, in dem sich auch die Asche ablagert. Der Rost besteht aus einzelnen, leicht auswechselbaren, guß- oder schmiedeeisernen Roststäben, die so angeordnet und gestaltet sind, daß zwischen ihnen die Rostspalten, Spielräume für den Durchtritt der Luft zum Brennmaterial, bleiben. Die ganze Fläche, die der Rost (Stäbe und Spalten zusammen) einnimmt, wird totale Rostfläche genannt. Die Fläche der Stäbe allein bildet die tote Rostfläche, die Fläche der Rostspalten die freie Rostfläche. Die Konstruktion des Rostes ist hauptsächlich von der Art und Form des Brennmaterials und dessen Verhalten bei der Verbrennung abhängig. Die freie Rostfläche soll dabei immer möglichst groß und gleichmäßig über den ganzen Rost verteilt sein. damit die Luft überall leicht zu dem Brennmaterial treten kann. Die Rostspalten dürfen weder durch zu große Weite einen Verlust unverbrannten Brennstoffes verursachen, noch so eng sein, daß sie durch Asche und Schlacken verstopft werden. Die Größe der totalen Rostfläche richtet sich nach der in einer Stunde zu verbrennenden Brennmaterialmenge. Dabei sollen Länge und Breite eines Rostes mit Rücksicht auf gute Bedienung und Übersichtlichkeit höchstens 2 m betragen. Bei größerm Rostflächenbedarf sind mehrere Roste, bez. Feuerungen anzulegen.

Je nach seiner Konstruktion bezeichnet man den Rost als Plan-, Treppen-, Stufenrost etc. Beim Planrost sind die Roststäbe je nach der Länge des Rostes in einer oder mehreren Reihen hochkantig so nebeneinander gelegt, daß sie nach obenhin eine ebene (plane) Fläche bilden. Bei horizontaler oder nur ganz wenig geneigter Lage der Roststäbe wird der Planrost auch als Horizontalrost, bei größerer Neigung der Roststäbe (ca. 25–35°) auch als Schräg- oder Schüttrost bezeichnet. Auf beiden Rostarten können fast alle festen Brennstoffe verfeuert werden, der Schrägrost eignet sich aber nicht für stark backendes Brennmaterial, weil dieses ein Nachrutschen des am obern Ende des Rostes aufzugebenden frischen Brennmaterials verhindert. Einen Horizontalrost besitzen z. B. die Feuerungen von Adam u. Kowitzke (Tafel I, Fig. 9 u. 10), einen Schrägrost die Feuerungen vonten Brink (s. Tafel »Dampfkessel I«, 3) und von Kuhn (Fig. 14). Fig. 1,2 u. 3 zeigen die gewöhnliche einfache Form der Roststäbe eines Horizontalrostes. Die Stäbe sind in der Mitte höher als an den Enden und haben bei a u. b Ansätze, so daß zwischen ihnen die vertikalen Rostspalten c entstehen. Durch diese fällt die Asche selbsttätig in den Aschenraum. Mit den Köpfen b liegen die Stäbe auf den Roststabträgern d mit Spielraum in der Längsrichtung auf, so daß sie sich ungehindert ausdehnen können. Die Roststabträger sind in oder an den Umfassungswänden der Feuerung gelagert. Vielfach werden auch, wie Fig. 4 und 5 zeigen, mehrere dünne Roststäbe zu einem Bündel zusammengegossen oder- genietet. Um die freie Rostfläche möglichst groß und gleichmäßig verteilt zu erhalten, gibt man den Roststäben oft komplizierte Formen. So stellt z. B. Fig. 6 mehrere Polygonroststäbe dar. Um die Roststäbe kühl zu halten und vor Verbrennen zu schützen, sind sie bei Mehrtens Umlaufrost hohl ausgebildet und werden von Wasser durchflossen. Bei Bornemanns Dunkelfeuerung wird zwischen Rost und Brennmaterial zu diesem Zweck absichtlich eine luftdurchlässige Schlackenschicht gebildet. Der Aschenraum erscheint dabei stets dunkel. Für Schrägroste erhalten die Roststäbe die in Fig. 7 gezeigte oder eine ähnliche Form. Auch Roststäbe ähnlich den in Fig. 6 gezeigten finden Verwendung. Die Größe eines Planrostes ist ausreichend, wenn seine Beanspruchung, d. h. in einer Stunde auf 1 qm totaler Rostfläche verfeuerte Brennstoffmenge bei natürlichem Schornsteinzuge z. B. für Steinkohle ca. 75–100 kg, für böhmische Braunkohle ca. 100–130 kg, für geringwertige Braunkohle ca. 200–250 kg, für Koks ca. 40–60 kg beträgt. Bei künstlichem Zuge kann das Doppelte bis Dreifache dieser Brennstoffmengen verfeuert werden.

Der Treppenrost, Fig. 8, besteht aus plattenförmigen, flachliegenden Roststäben a, die mit Zwischenräumen treppenartig übereinander auf den um ca. 25–40° geneigten Roststabträgern b gelagert sind. Letztere stützen sich auf die Rostbalken c. Je nach der Rostbreite ordnet man 3–4 Roststabträger, also 2–3 Rostfelder an. Die Rostspalten sind hier nicht vertikal,[515] sondern horizontal. Deshalb fällt die Asche nicht von selbst durch dieselben, sondern muß zum Teil vom Heizer entfernt werden. Das Brennmaterial wird oben durch den Trichter d aufgegeben und gleitet, der stattfindenden Verbrennung entsprechend, allmählich nach unten. Am untern Ende des Treppenrostes ist meist noch ein kleiner Horizontalrost f angeschlossen, auf dem das Brennmaterial vollständig ausbrennt. Der Treppenrost eignet sich vorzüglich zur Verbrennung von klarem (feinkörnigem, fast staubförmigem) Brennmaterial (Braunkohle, Fein- und Staubkohle, Torf, Lohe, Sägespäne etc.), das leicht durch die Spalten eines Planrostes fallen würde. Backendes Brennmaterial kann auf ihm nicht verbrannt werden, da es sich in den Spalten festsetzt und das Nachrutschen des frischen Brennmaterials verhindert. Auf 1 qm totaler Rostfläche können ca. 160–200 kg der genannten Brennstoffe in einer Stunde verbrannt werden. Der Münchener oder Einbecker Stufenrost ist ein Treppenrost, dessen Roststäbe nicht horizontal und parallel zueinander, sondern in vom obern nach dem untern Ende des Rostes zunehmender Neigung liegen. Der Wärter kann dadurch gut in alle Rostspalten hineinsehen und dieselben leicht reinigen. Der Langensche Etagenrost ist ein Treppenrost mit nur drei Stufen, die aus einzelnen Roststäben zusammengesetzt sind und wegen ihrer größern Höhe als Etagen bezeichnet werden. Das frische Brennmaterial wird nicht von oben, sondern zwischen den einzelnen Etagen aufgegeben und unter das alte, glühende geschoben.

Der Verbrennungsraum wird durch feuerfestes Mauerwerk, durch Metallwände (bei Kesselfeuerungen) oder durch beides gleichzeitig begrenzt. An der Vorderwand ist das Feuergeschränk (a in Fig. 9) befestigt. Bei manchen Feuerungen (z. B. Innenfeuerungen der Flammrohrkessel) bildet das Feuergeschränk selbst die Vorderwand. Es besteht aus einer guß- oder schmiedeeisernen Platte, bez. einem Rahmen mit einer Öffnung zum Einbringen des Brennmaterials in die Feuerung. Diese Öffnung ist entweder (beim horizontalen Planrost) durch eine doppelwandige oder feuerfest verkleidete Heiz- od. Feuertür (b in Fig. 9) verschließbar, oder vor ihr ist (beim Schräg-, Treppen- und Stufenrost) ein Trichter (d in Fig. 8) zum Einfüllen des Brennmaterials angebracht, der nach dem Verbrennungsraum hin meist durch einen Schieber mehr oder weniger geschlossen werden kann. Nach hinten ist der Verbrennungsraum teilweise durch eine Erhöhung aus feuerfestem Mauerwerk oder Gußeisen, die Feuerbrücke (a in Fig. 10, h in Fig. 19 der Tafel II), abgeschlossen, über der eine engere Öffnung zum Abzug der Feuergase in die Feuerzüge, die Feuerluke, frei bleibt. In der Verengerung der Abzugsöffnung müssen die Feuergase eine größere Geschwindigkeit annehmen. Da sie aber gleich hinter der Feuerbrücke in die weitern Züge treten, nimmt ihre Geschwindigkeit wieder ab. Durch diese Geschwindigkeitsänderungen wird eine Durcheinanderwirbelung und Vervollständigung der Verbrennung der Feuergase herbeigeführt, sofern in ihnen noch unverbrannte Teile und Sauerstoff enthalten sind. Die Feuerbrücke verhindert ferner das Hineingelangen von Brennmaterial und Schlacken in die Feuerzüge. Von ihrer Form, bez. An ordnung hängt die Lebensdauer der sie überspannenden Gewölbe und Kesseltafeln ab, da letztere bei Entstehung von Stich- oder Spitzflammen sehr leiden. Um ein Niederschmelzen der Feuerbrücke zu vermeiden, wird sie vielfach (bei Puddel- und Schweißöfen) hohl ausgeführt und durch Luft oder Wasser gekühlt.

Der Aschenraum ist von untergeordneter Bedeutung. Er ist im allgemeinen möglichst groß zu nehmen, damit viel Asche in ihm Platz findet und die Luft möglichst unbehindert an alle Stellen des Rones gelangen kann. Die vordere Öffnung kann gewöhnlich durch eine Tür oder stellbare Klappe, die meist mit dem Feuergeschränk vereinigt, bez. an demselben befestigt ist, mehr oder weniger geschlossen werden.

Von den verschiedenen Brennstoffen sind die festen am wichtigsten. Sie bestehen im wesentlichen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und enthalten auch Mineralstoffe, die nach dem Verbrennen als Asche zurückbleiben. Holz besteht im wesentlichen aus Zellulose C₁₂H₂₀O₁₀, die zu den Kohlehydraten gehört, also so viel Sauerstoff enthält, wie nötig ist, um mit dem darin enthaltenen Wasserstoff Wasser zu bilden. Braun- und Steinkohlen enthalten viel weniger Sauerstoff, außerdem etwas Schwefel, Stickstoff etc. Wie diese Elemente in den Kohlen miteinander verbunden sind, welche nähern Bestandteile die Kohlen enthalten, weiß man nicht. Bei vollkommener Verbrennung liefern die Brennstoffe wesentlich nur Kohlensäure und Wasser (und Asche), die Verbrennungsgase sind nahezu farblos. Bei unvollkommener Verbrennung entweichen unverbrannte Gase aus der Feuerung. Wasserstoffarme Brennstoffe, wie Anthrazit, Koks etc., liefern zwar auch dann nahezu farblose Verbrennungsgase, bei wasserstoffreichern aber, die beim Erhitzen Kohlenwasserstoffe entwickeln, kommt es zur Ausscheidung von Kohlenstoff (Ruß) aus diesen Kohlenwasserstoffen, und es entweichen schwarz gefärbte Gase (Rauch). Man ist stets bestrebt, eine vollkommene, rauchfreie Verbrennung herbeizuführen, da mit jeder unvollkommenen Verbrennung Wärmeverluste und Nachteile für die Umgebung der F. (Verunreinigung der Luft, schädliche Wirkung auf die Atmungsorgane und das Wohlbefinden, Schädigung des Pflanzenwuchses etc.) verbunden sind. Die Wärmeverluste rühren z. T. daher, daß bei der Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd (bei der unvollkommenen Verbrennung) viel weniger Wärme entwickelt wird als bei der Verbrennung zu Kohlensäure (ca. 2470 gegen ca. 8080 Wärmeeinheiten auf 1 kg verbrannten Kohlenstoffs). Weiter werden solche Verluste durch das Abziehen unverbrannter Kohlenwasserstoffe verursacht. Diejenigen durch Ausscheiden von Ruß betragen nur ca. 2–3 Proz. vom Heizwert des Brennstoffes. Die Nachteile werden hauptsächlich durch die unverbrannt abziehenden teerartigen Kohlenwasserstoffe und den Ruß herbeigeführt. Falls das aus den hohen Schornsteinen entweichende Kohlenoxyd (spezifisch leichter als die Luft) überhaupt in die untern Luftschichten gelangt, ist es jedenfalls schon so stark verdünnt, daß eine nachteilige Wirkung desselben kaum anzunehmen ist.

Die Bildung von Kohlenoxyd kann verhältnismäßig leicht verhindert, bez. einmal entstandenes Kohlenoxyd kann leicht zu Kohlensäure verbrannt werden. Es ist hierzu in der Hauptsache die Einführung einer genügenden Luftmenge in die Feuerung erforderlich, während die verhältnismäßig niedrige Entzündungstemperatur des Kohlenoxydes (ca. 300°) in den meisten Feuerungen erreicht wird. Schwieriger ist dagegen die Verhinderung der Rauch- und Rußbildung, d. h. also die Erzielung einer vollkommenen Verbrennung aller Kohlenwasserstoffe, die nach dem jedesmaligen Auswerfen von frischem Brennstoff eine Zeitlang sich entwickeln. Zu diesem Zweck muß dafür gesorgt werden, daß 1) die Kohlenwasserstoffe möglichst[516] rasch auf ihre ziemlich hochliegende Entzündungstemperatur erwärmt und vor jeder Abkühlung während der Verbrennung geschützt werden, 2) Luft, bez. Sauerstoff in ausreichender und richtiger Menge allen Gasen zugeführt und 3) eine möglichst innige Mischung dieser Luft mit den Gasen herbeigeführt wird. Der Eintritt aller mehr als praktisch zur Verbrennung nötigen Luft ist jedoch möglichst zu vermeiden, da sonst die Menge der Feuergase und damit die in den Abgasen unbenutzt fortgeführte Wärmemenge unnötig vergrößert wird. Abgesehen von der Verhütung, bez. Beschränkung der Rauchbildung durch Verwendung von Brennmaterialien, die wenig oder keine Kohlenwasserstoffe in den F. entwickeln, sucht man die genannten drei Hauptbedingungen zur Erzielung einer rauchfreien Verbrennung bei den Rostfeuerungen hauptsächlich durch folgende Mittel zu erfüllen: 1) Einbau von Wänden und Gewölben aus feuerfesten Steinen in den Verbrennungsraum. Diese werden glühend und erwärmen die mit ihnen in Berührung kommenden Gase; 2) langsame kontinuierliche oder in kurzen Zwischenräumen und kleinen Mengen erfolgende Einführung des Brennmaterials in die Feuerung. Es bilden sich dann immer nur kleine Mengen Kohlenwasserstoff, für welche die im Verbrennungsraum herrschende Temperatur und die der Feuerung zugeführte Luft bei guter Mischung mit den Gasen meist zur vollkommenen Verbrennung ausreicht; 3) Mischung der aus dem frischen Brennmaterial entwickelten Kohlenwasserstoffe mit den Gasen des in voller Verbrennung begriffenen alten Brennstoffes. Die Gase des letztern sollen dabei die Kohlenwasserstoffe erwärmen und ihren überschüssigen Sauerstoff an sie abgeben; 4) Zuführung sogen. sekundärer Luft über dem Rost während der Entgasung des frischen Brennstoffes. Bei gleichmäßiger Luftzufuhr muß auch die Entgasung des Brennstoffes gleichmäßig erfolgen, bez. bei ungleichmäßiger Entgasung muß die Luftmenge der Gasmenge stets angepaßt werden. Sekundäre Luft muß möglichst hoch vorgewärmt und mit den Kohlenwasserstoffen gut gemischt werden.

Bei den Staubfeuerungen kann das Brennmaterial infolge seines staubförmigen Zustandes beim Eintritt in den Verbrennungsraum oder vorher mit der zur Verbrennung gerade ausreichenden Luftmenge innig gemischt werden. Das Gemisch wird in dem heißen Verbrennungsraum rasch auf die Entzündungstemperatur des Brennstoffes erwärmt und dadurch unmittelbar die vollkommene und rauchfreie Verbrennung des letztern sowie die günstigste Wärmeentwickelung erzielt. Als Brennstoff wird vorerst nur gemahlene Steinkohle benutzt. Obwohl die Staubfeuerungen gewisse Vorteile, wie leichte Inbetriebsetzung und Bedienung, gute Anpassung an den jeweiligen Wärmebedarf etc., bieten, haben sie bis jetzt infolge der noch ziemlich hohen Unkosten für die Vermahlung des Brennstoffes sowie mancher Unbequemlichkeiten bei der Aufbewahrung des Staubes noch keine sehr große Verbreitung gefunden.

Die Konstruktion der Feuerungen für feste Brennstoffe, bez. die Art und Weise der Anwendung der genannten Mittel zur Erzielung einer vollkommenen und rauchfreien Verbrennung ist außerordentlich verschieden. Es kann sich bei all diesen Feuerungen jedoch niemals um eine »Rauchverbrennung« oder »Rauchverzehrung« handeln, sondern es tritt stets das Bestreben zutage, überhaupt keinen Rauch entstehen zu lassen. Die Verbrennung einmal entstandenen Rauches oder Rußes ist so schwierig zu erreichen und führt zu solchen Umständlichkeiten, daß sie ernstlich gar nicht in Frage kommen kann. Ferner mü ssen selbst die besten Einrichtungen von tüchtigen Heizern dauernd gut gehandhabt und überwacht werden, wenn sie wirksam bleiben sollen.

Bei Feuerungen mit einfachem, horizontalem Planrost kann eine rauchfreie Verbrennung durch Aufgeben kleiner Mengen des frischen Brennstoffes in kurzen Zwischenräumen und gleichmäßiges Verteilen über den ganzen Rost, bez. durch Aufgeben des frischen Brennstoffes auf den vordern Teil des Rostes, nachdem das alte, glühende Brennmaterial auf den hintern Teil desselben geschoben ist, angestrebt werden. In beiden Fällen mischen sich die Kohlenwasserstoffe mit den heißen Gasen des in voller Verbrennung begriffenen alten Brennstoffes. Der Erfolg beider Beschickungsarten hängt ausschließlich von der Geschicklichkeit des Heizers ab und wird dadurch in Frage gestellt, daß beim Öffnen der Feuertür jedesmal große Mengen kalter Luft in den Verbrennungsraum treten. Man benutzt deshalb oft Vorrichtungen, durch die beim Öffnen der Feuertür der Rauchschieber selbsttätig geschlossen oder doch der Heizer veranlaßt wird, dies zu tun.

Die Adamsche Feuerung (Tafel I, Fig. 9) wird auf die letztgenannte Weise beschickt. Das den hintern Teil des Rostes überdeckende Gewölbe g zwingt die Gase des alten Brennmaterials, nach vorn zu streichen und sich in der engen Feuerlucke h mit den Kohlenwasserstoffen, die sich aus dem vorn ausgegebenen frischen Brennstoff entwickeln, zu mischen. Die Planrostfeuerung von Kowitzke (Fig. 10) besitzt sekundäre Luftzufuhr durch die hohle gußeiserne Feuerbrücke a. Diese ist oben mit einem schmalen Schlitz für den Durchgang der Luft, unten mit einer jalousieartigen Klappe versehen, die mittels einer Zugstange vom Heizer so eingestellt werden kann, wie es die mehr oder weniger vorgeschrittene Verbrennung erfordert. Zur bessern Erwärmung der Luft enthält die Feuerbrücke eine Anzahl dünner Heizrippen. Sekundäre Luftzuführung über dem Rost mit automatischer Regulierung der Luftmenge besitzt die Planrost-Regulierfeuerung von I. A. Topf u. Söhne, Erfurt (Fig. 11). Beim Öffnen der Feuertür d wird durch diese die mit einem Luftwiderstand a verbundene Luftklappe b geöffnet und dadurch der Eintritt der Sekundärluft durch Kanal c eingeleitet. Beim Schließen der Feuertür nach Beschickung des Rostes wird die Klappe b durch den Luftwiderstand a zunächst offen gehalten und schließt sich je nach Einstellung derselben erst allmählich, entsprechend der Abnahme der Gasentwickelung des aufgeworfenen Brennmaterials. Die Luft wird im Kanal c vorgewärmt.

Schräg- oder Schüttroste sowie Treppen- und Stufenroste finden bei rauchfreien Feuerungen vielfach Anwendung, da bei richtiger Wahl ihres Neigungswinkels das Brennmaterial selbsttätig nach abwärts gleitet, also eine langsame kontinuierliche Einführung desselben in die Feuerung stattfindet. Auf dem obern Teile des Rostes wird das Brennmaterial alsdann entgast, auf dem untern Teile des Rostes gelangt es zur vollständigen Verbrennung. Bei der Schüttfeuerung mit zwei seitlichen Schrägrosten von I. A. Topf u. Söhne, Erfurt (Tafel II, Fig. 12), findet die Entgasung beim Niedergleiten des Brennmaterials auf den schrägen Rosten a statt. Die Kohlenwasserstoffe mischen sich mit den heißen Gasen des auf dem mittlern horizontalen Rost b in voller Glut befindlichen Brennstoffes. Der Eintritt kalter unerwünschter Luft[517] wird durch das in den Füllschächten c befindliche Brennmaterial verhindert. Bei der Feuerung (Fig. 13) von I. A. Topf u. Söhne, Erfurt, ist der Rost teilweise von dem Gewölbe a überdeckt. Bei der Berührung mit diesem und der vorspringenden Feuerbrücke b sowie durch Mischung mit den Gasen des alten Brennmaterials werden die Kohlenwasserstoffe erwärmt. Durch die Kanäle c und d wird vorgewärmte sekundäre Luft zugeführt. Bei der Kuhnschen Feuerung (Tafel I, Fig. 14) ist dem Schrägrost ein Querfieder A vorgelagert, der die auf dem untern Teil des Rostes sich bildenden Gase zwingt, sich nach oben an dem frischen Brennmaterial vorbei zu bewegen. Dadurch wird eine gute Mischung dieser Gase mit den Kohlenwasserstoffen erzielt. Sekundäre Luft kann bei a zugeführt werden. In gleicher Weise findet die Verbrennung in der ten Brink-Feuerung (s. Tafel »Dampfkessel I«, Fig. 3) statt. Ein zweiseitig geneigter Schräg- oder Schüttrost wird bei der Cario-Feuerung (Fig. 15) verwendet. Das Brennmaterial wird mit einer vorn keilförmig zugespitzten Mulde K durch die zweiteilige, um einen Zapfen pendelnde Tür B, die sich beim Einschieben, bez. Herausziehen der Mulde selbsttätig öffnet und schließt, eingebracht. Die Mulde füllt die Türöffnung annähernd aus, so daß der Eintritt kalter Luft vermieden wird. Beim Einschieben der Mulde wird das entgaste Brennmaterial nach beiden Seiten abwärts gedrängt und das frische durch Umwenden der Mulde in die entstandene Furche geschüttet. Es gelangt also zwischen entgastes Material, wodurch sich die Kohlenwasserstoffe langsam entwickeln und mit den Gasen des alten glühenden Brennmaterials gehörig mischen können. Die Türen DD dienen zum Entfernen der Schlacken.

Beim Etagenrost müssen die Kohlenwasserstoffe des frischen Brennmaterials, das unter das alte in voller Verbrennung befindliche geschoben wird, durch letzteres hindurchstreichen und mischen sich gut mit den heißen Gasen derselben. Sie werden dabei genügend erwärmt und finden ausreichend Sauerstoff zur Verbrennung. Der gleiche Vorgang spielt sich bei der Feuerung mit Unterbeschickung der »Ignis«, Industriegesellschaft in Berlin (Tafel II, Fig. 16 u. 17), ab. Unterhalb des mit den Rosten RR versehenen Verbrennungsraumes F ist ein um eine horizontale Achse drehbarer Kohlenkasten K angeordnet. Der leere Kasten K wird nach vorn unter den mit Kohlen gefüllten Trichter T gedreht (Fig. 17). Beim Herablassen des Bodens B mittels Zahnstangengetriebes fallen die Kohlen aus dem Trichter T in den Kasten K. Dieser wird dann wieder unter den Verbrennungsraum F (Fig. 16) zurückgedreht und die Kohlen, dem Bedarf entsprechend, durch Aufwärtsbewegen des Bodens B in die Feuerung unter das alte glühende Brennmaterial gedrückt. Die beiderseits an dem Kasten K angebrachten gebogenen Bleche DD verhindern ein Herabfallen des Brennmaterials aus dem Trichter T, bez. dem Verbrennungsraum.

Bei den sogen. Halbgasfeuerungen finden Entgasung und Verbrennung örtlich und zeitlich mehr voneinander getrennt, d. h. jede in einem besondern Teile des Verbrennungsraumes, statt. Fig. 18 der Tafel I zeigt eine solche Feuerung von C. Reich, Hannover. Das Brennmaterial wird durch die Türöffnung T oder durch die Deckelöffnung D in den Schacht A eingefüllt, in diesem durch die strahlende Wärme des auf dem Rost in Brand befindlichen Materials sowie durch die Wärmeabgabe seitens der im Betriebe glühend werdenden Wand W entgast, rutscht auf dem Rost nach unten und gelangt auf dem untern Teile derselben zur vollständigen Verbrennung. Die zu dieser nötige Luft tritt durch die Klappe K und den Aschenraum zum Brennmaterial. Die in A entwickelten Kohlenwasserstoffe treten durch den Kanal X, der durch den Schieber S mehr oder weniger geschlossen werden kann, in den Raum B und mischen sich dort mit den heißen, auf dem untern Teil des Rostes sich bildenden Gasen. Durch die Spalten O des Brenners R wird dem Gasgemisch sekundäre Luft zugeführt, die auf ihrem Wege durch das Ventil V und den im heißen Mauerwerk liegenden Kanal L, M (teilweise punktiert gezeichnet) vorgewärmt wird.

Feinkörnige und minderwertige Brennstoffe werden vorteilhaft in Feuerungen mit Unterwind verbrannt. Bei diesem wird die zur Verbrennung erforderliche Luft durch ein Gebläse unter geringem Druck zugeführt, da durch die für diese Brennmaterialien (Kohlenschlamm, natürlicher, nicht gemahlener Kohlenstaub, Koksgrus, Lohe etc.) erforderlichen engen Rostspalten mittels des natürlichen Schornsteinzuges nicht mehr genügend Luft zugeführt werden kann.

Infolge der innigen Mischung der Luft mit dem etwas aufgelockerten, über dem Rost schwebend erhaltenen Brennmaterial wird eine ziemlich gute Verbrennung bei hoher Temperatur erzielt. Eine der bekanntesten Feuerungen dieser Art ist die von Kudlicz. Der Rost derselben ist eine Platte mit einer großen Anzahl von Löchern, die nach unten konisch erweitert sind. Sie bildet den Deckel eines Kastens, in den die Luft durch das Gebläse eingeführt wird. Bei Verwendung gewöhnlicher Roststäbe wird die Luft in den geschlossenen Aschenraum eingeführt. Wiedenbrück u. Wilms, Köln-Ehrenfeld, leiten die Luft durch die hohlen Roststäbe. Diese werden dadurch gekühlt, und die Luft wird vorgewärmt.

Zur Ersparung von Arbeitskräften, zur Erleichterung der Arbeit des Heizers, zur Erzielung größerer Unabhängigkeit von der Geschicklichkeit desselben und einer möglichst vollkommenen, rauchfreien Verbrennung wendet man mechanische Beschickungsvorrichtungen an, d. h. von einer Transmission oder einem besondern Motor angetriebene Vorrichtungen zur langsamen kontinuierlichen oder in kurzen Zwischenräumen und kleinen Mengen erfolgenden Einführung des Brennmaterials in die Feuerung. Die mit solchen ausgestatteten Feuerungen werden auch kurzweg als mechanische Feuerungen bezeichnet.

Fig. 19 (Tafel II) zeigt den mechanischen Feuerungsapparat von Leach, ausgeführt von der Sächsischen Maschinenfabrik vorm. Rich. Hartmann in Chemnitz. Der Apparat ist an der Platte a montiert. Der Trichter b dient zur Aufnahme der Kohle und führt dieselbe der Speiseanlage c zu. Bei der Drehung der Walze fällt die Kohle aus den einzelnen Abteilungen in die Wurfradgehäuse d und wird durch die Wurfräder e in den Feuerraum geschleudert. Die Kohlenstücke fliegen dabei teilweise gegen die Prellklappe f, die stetig auf und nieder bewegt wird und dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Kohle über den ganzen Rost bewirkt. Durch die Feuertür g kann eventuell eine Beschickung des Rostes von Hand und das Entfernen der Schlacken geschehen.

Bei der von den deutschen Babcock und Willcox-Dampfkesselwerken in Oberhausen gebauten mechanischen Kettenrostfeuerung (Fig. 20) wird das Brennmaterial in den Trichter a aufgegeben und fällt aus diesem auf den vordern Teil[518] des Rostes b. Letzterer ist in Form einer endlosen Kette aus kurzen Roststäben zusammengesetzt und über zwei gezahnte Walzen c geführt. Die vordere dieser Walzen wird durch ein Schaltwerk d in langsame Drehung versetzt, wodurch der Kettenrost mit dem darauf liegenden Brennmaterial in der Pfeilrichtung langsam durch den Verbrennungsraum geführt wird. Das Brennmaterial wird auf dem vordern Teil des Rostes entgast, und die entwickelten Kohlenwasserstoffe müssen über das in voller Glut befindliche Brennmaterial streichen, wobei eine gute Mischung mit den heißen Gasen des letztern erzielt wird. Schlacken und Asche fallen am hintern Ende des Rostes selbsttätig in den Kasten e, woraus sie durch Öffnen der Bodenklappe f entfernt werden können. Die ganze Vorrichtung ist in einem auf Rädern g laufenden Gestell montiert und kann aus der Feuerung herausgefahren werden.

In Fig. 21 (Tafel III) ist die Walzenrost-Feuerung Patent Piontek, ausgeführt von der Braunschweigischen Maschinenbauanstalt, Braunschweig, dargestellt. Durch die Einschnitöffnung a gelangt die Kohle zunächst auf den Schrägrost b. Sobald der Walzenrost c in der Pfeilrichtung gedreht wird, bewegt sich die ganze untere Kohlenschicht in der Richtung des Feuers dem hintern Verbrennungsraum zu, während frisches Brennmaterial auf dem Schrägrost nachrutscht. Auf dem Schrägrost findet die Entgasung der Kohle und auf dem Walzenrost der eigentliche Verbrennungsprozeß statt. Die Kohlenwasserstoffe mischen sich mit den Gasen des auf dem Walzenrost liegenden Brennstoffes. Asche und Schlacken fallen durch die Öffnung e zwischen Walzenrost c und Feuerbrücke f in den Aschenraum.

Fig. 22 zeigt die Kohlenstaubfeuerung von Wegner, die sich von den übrigen Kohlenstaubfeuerungen dadurch unterscheidet, daß sie keines motorischen Antriebs bedarf. Die Verbrennungsluft wird vom Schornsteinzug am untern Ende des gekrümmten Rohres z o durch einen mittels Ringschieber einstellbaren Ringschlitz angesaugt und verursacht beim Aufsteigen die Drehung eines Schraubenrades w, dessen Welle a ein Schüttelsieb s bewegt und außerdem einen mitrotierenden Doppelkegel k trägt. Der Kohlenstaub fällt von dem Fülltrichter t durch das Sieb s, gleitet über den Kegel k und wird von dem aufsteigenden Luftstrom in den Verbrennungsraum gerissen, dem außerdem noch nach Bedarf Luft durch die Röhre r zugeführt wird. Bei der Schwartzkopffschen Kohlenstaubfeuerung (Fig. 23) fällt der Kohlenstaub aus dem Trichter a durch den Schlitz zwischen dem federnden Blech d und dem durch eine Schraube h einstellbaren Blech c auf eine sich drehende Stahldrahtbürste und wird durch sie in den Verbrennungsraum geschleudert. Bei jeder Umdrehung der Bürste wird das Blech d von dem Hammer g etwas zurückgebogen und schnellt nach dem Vorbeigang des Hammers zurück, wodurch der Inhalt des Trichters zwecks Verhütung von Verstopfungen erschüttert wird. Das Blech e soll das federnde Blech d entlasten. Die Verbrennungsluft wird durch die veränderlichen Öffnungen l, m und n vom Schornstein angesaugt. Weitere Kohlenstaubfeuerungen sind die von Freitag, Friedeberg, de Camp, Ruhl etc.

II. Feuerungen für flüssige Brennstoffe.

Die flüssigen, fast nur aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Brennstoffe, zu denen hauptsächlich Naphtha, Petroleum, die bei der Petroleumdestillation gewonnenen, als Astatki, Masut, Caucasin, Residuum etc. bezeichneten, dickflüssigern Rückstände sowie Teer und Teeröle zählen, kommen nur da in Frage, wo sie bezüglich des Preises mit den festen Brennstoffen konkurrieren können (in der Nähe der Fund- oder Erzeugungsstellen), oder dort, wo sie (wie z. B. auf Schiffen und Lokomotiven) der bequemern Unterbringbarkeit und des größern Heizwertes (ca. 10,000–12,000 Wärmeeinheiten) wegen besondere Vorteile bieten. Man unterscheidet die Feuerungen für flüssige Brennstoffe in Herd-, Gas- und Staubfeuer.

Die Herdfeuer (als Schalen-, Treppen-, Tropf- und Sickerfeuer ausgebildet), bei denen das Brennmaterial in dünner Schicht oder in Tropfen zufließt, sowie die Gasfeuer, bei denen das Brennmaterial verdampft wird und in Dampfform zur Verbrennung gelangt, werden der weniger guten Wärmeausnutzung, des unsichern und oft gefährlichen Betriebes wegen heute kaum noch benutzt. Bei den jetzt fast ausschließlich in Gebrauch befindlichen Staubfeuern wird das Brennmaterial mittels sogen. Forsunken, d. h. Zerstäubungsapparate, durch einen Dampf- oder Luftstrahl sein zerstäubt und in den Verbrennungsraum eingeführt, wo er infolge der innigen Mischung mit der Verbrennungsluft vollkommen und rauchfrei ohne Rückstände verbrennt. Fig. 24 u. 240 zeigen einen Zerstäuber für dünnflüssige Brennstoffe. Durch die innere, einstellbare Düse tritt der Dampfstrahl, der das durch den mittlern Ringraum zugeleitete Brennmaterial zerstäubt. Durch den äußern Ringraum wird Luft zugeführt.

Der ganze Apparat wird am Feuergeschränk befestigt.

Fig. 25. Zerstäuber von Körting.

Dünnflüssige Brennstoffe können auch mittels Zentrifugalzerstäubern (Körtingschen Streudüsen) zerstäubt werden, denen sie unter größerm Druck zugeführt werden. Der Zerstäuber von Körting, Hannover (Textfig. 25), eignet sich für dickflüssige Brennstoffe (Teer etc.). Der Dampf tritt durch die drei kleinen Öffnungen a aus und trifft den durch die Öffnung b austretenden Brennstoff, den er dabei sein zerstäubt. Dickflüssige Brennstoffe können durch Anwärmen dünnflüssiger gemacht werden. In Fig. 26 (Tafel III) ist eine Feuerung für einen Lokomobilkessel dargestellt. Um den Brennstoff vorzuwärmen, ist der Behälter V für denselben auf dem Kessel aufgestellt. Der Brennstoff gelangt durch das Rohr B, der Dampf durch Rohr D zum Zerstäuber Z. Die Verbrennungsluft tritt durch den Rost ein. Der Rost, auf dem zur Inbetriebsetzung des Kessels ein Holz- oder Kohlenfeuer entzündet werden kann, sowie die Feuerbuchsrückwand sind z. T. durch feuerfesten Belag gegen die sehr heißen Feuergase geschützt. Die Feuerungen für flüssige Brennstoffe erfordern eine sehr geringe Bedienung, da der Arbeitsaufwand zum Einbringen des Brennmaterials in dieselben sowie für die Wartung und Reinigung derselben zum größten Teil fortfällt.[519] Weitere Vorteile derselben sind die Möglichkeit leichter In- und Außerbetriebsetzung sowie guter Regulierung entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf.

III. Feuerungen für gasförmige Brennstoffe (Gasfeuerungen)

sind in eistens auf Hüttenwerken zu finden, da sich dort brennbare Gase als Nebenprodukte andrer Prozesse bilden, bez. die Verwendung gasförmiger Brennstoffe gewisse Vorteile bietet (hohe Temperatur, Möglichkeit, Schwefel, Asche etc. von den zu erhitzenden Körpern fernzuhalten). Die hauptsächlich in Frage kommenden Gase sind: Gichtgase, Generatorgas, Wassergas und Mischgas. Gichtgase entströmen der Gicht der Hochöfen zur Eisengewinnung sowie Hüttenöfen andrer Art. Sie enthalten als brennbare Bestandteile Kohlenoxyd, Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff, außerdem eine Menge nicht brennbare Bestandteile, wie Stickstoff, Wasserdampf, Kohlensäure etc. (Heizwert ca. 450–700 Wärmeeinheiten auf 1 kg Gase). Die Gichtgase werden vielfach zur Heizung von Dampfkesseln etc. benutzt.

Die Generatorgase werden in schachtförmigen Öfen, den Gasgeneratoren, aus festen Brennmaterialien, die in hoher Schicht eingetragen werden, durch unvollkommene Verbrennung, also bei mangelhafter Luftzufuhr, hergestellt. Die erzeugten Gase sollen außer dem Stickstoff der zugeführten Luft möglichst nur aus Kohlenoxyd und Kohlenwasserstoffen bestehen, enthalten aber gewöhnlich noch Kohlensäure und Wasserdampf (Heizwert ca. 600–1100 W. E. auf 1 kg Gase). Generatorgase können auch aus minderwertigen festen Brennmaterialien, wie Kohlengrus, Torf, Holzabfällen etc., deren direkte Verbrennung nur schwierig oder unvorteilhaft erfolgen kann, hergestellt werden, wodurch eine bessere Ausnutzung dieser Brennstoffe erzielbar ist. Sehr häufig wird der Generator von Siemens verwendet. Mit dem Namen chemische Regenerierung hat Siemens ein Verfahren bezeichnet, bei dem zur Erzeugung von Generatorgas nicht atmosphärische Luft, sondern ein Teil der Verbrennungsgase benutzt werden soll. Einen praktischen Erfolg dürfte dieses Verfahren wohl kaum aufzuweisen haben. Verwendung finden die Generatorgasfeuerungen hauptsächlich bei Öfen zum Schmelzen von Glas, Eisen, Stahl und andern Metallen, zum Glühen von Metallen, zum Brennen von Ton waren, weniger zur Heizung von Dampfkesseln.

Wassergas und Mischgas finden bei Feuerungen seltener Verwendung. Ihre brennbaren Bestandteile sind hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenoxyd.

Die Vorrichtungen zur Verbrennung von Gasen sind sehr einfach. Sie bestehen aus einem Verbrennungsraum, dem die Gase mit Luft gemischt oder Gase und Luft getrennt durch Kanäle oder Röhren zugeführt werden, und in dem sie, einmal entzündet, weiterbrennen.

Fig. 27 u. 28 zeigen eine Gasfeuerungseinrichtung für einen Flammrohrkessel. Das Gas strömt durch das Rohr A und den Kasten B in den Verbrennungsraum, während die Luft durch die Düsen C in den letztern gelangt. Der Luftzutritt kann durch den Schieber S reguliert werden. Der Verbrennungsraum ist, um eine Abkühlung und ein Erl öfchen der Flamme durch Berührung mit den kalten Kesselwänden zu verhüten, vollständig mit feuerfesten Steinen verkleidet. Um bei Stockungen in der Gaszufuhr den Betrieb aufrecht erhalten zu können, ist ein kleiner Rost, auf dem ein Kohlenfeuer angelegt werden kann, eingebaut. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist es erforderlich, die Gase auf dem Wege von der Erzeugungsstelle nach der Feuerung vor Abkühlung zu schützen. In folge der innigen Mischung der Gase mit der Verbrennungsluft ist die Verbrennung meist vollkommen und rauchfrei. Hohe Verbrennungstemperaturen können bei Gasfeuerungen durch Zuführung der Luft mittels Gebläses, hauptsächlich aber durch Vorwärmen des Gases oder der Luft, bez. beider erreicht werden. Man kann zu diesem Behuf die Gase, bez. die Luft vor dem Eintritt in den Verbrennungsraum gesondert durch Kanäle in den Seitenwänden des Feuerungsraums oder durch Schlangenröhren und Kanäle leiten, die auf der äußern Seite von den Abgasen der Feuerungsanlage erhitzt werden. Derartige Vorwärmvorrichtungen heißen Rekuperatoren, das Verfahren Rekuperation.

Ein andres Verfahren der Wiedergewinnung der Wärme der Abgase ist die Siemenssche Wärmeregeneration. Bei einer Regenerationsfeuerung mit Vorwärmung des Gases und der Luft sind, wie in Textfig. 29 bei einem Stahlschmelzofen, vier mit gitterförmig gestellten Ziegeln gefüllte Kammern, Regeneratoren, Wärmespeicher AA¹BB¹ derartig angeordnet, daß sie oben beständig mit dem Ofeninnern C, unten abwechselnd mit den zum Schornstein führenden Rauchkanälen DD¹ oder mit den Gaskanälen EE¹ und den Luftkanälen FF¹ kommunizieren.

Fig. 29. Stahlschmelzofen mit Regenerativgasfeuerung.

Die sehr heißen Abgase streichen einige Zeit durch die Kammern A und B, erhitzen deren Ziegel und gelangen durch die Rauchkanäle D nach dem Schornstein Darauf werden A und B vom Schornstein isoliert und A¹ und B¹ mit ihm, A mit dem Gaskanal E, B mit dem Luftkanal F verbunden. Gase und Luft erhitzen sich nun in A und B, mischen sich über a und b, verbrennen im Ofen und ziehen durch a¹ b¹ A¹ B¹ und D¹ zum Schornstein, die Ziegel in A¹ B¹ erhitzend. Nach einiger Zeit werden Gas und Luft wieder durch A¹ B¹ und die Verbrennungsgase durch AB geleitet etc. Luft und Gas treten auf etwa 800° erhitzt in den Ofen, und die Verbrennungstemperatur kann auf 1500–2000° und höher gebracht werden.

Das 1884 zuerst von F. Siemens veröffentlichte Verbrennungs- und Heizungssystem mit freier Flammenentfaltung hat, besonders bei metallurgischen Ofen, eine große Verbreitung gefunden. Bei dem gewöhnlichen Heizverfahren bringt man die Heizflamme mit dem zu erhitzenden Körper in direkte Berührung. 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 Verbrennung stattfindet oder keine sehr hohe Temperatur erzielt wird, Übelstände, die nach Siemens dadurch vermieden werden, daß man die Flamme in einen weiten Raum frei hineinschlagen läßt, so daß sie vor der vollständigen Verbrennung[520] nirgends einen festen Gegenstand berührt. 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 oder den zu erhitzenden Körpern in Berührung gebracht, um weitere Wärme durch Leitung abzugeben.

Aus dem Verbrennungsraum gelangen die Heiz- oder Feuergase in Einrichtungen, bez. Räume zur Nutzbarmachung der Wärme. Die bei der Verbrennung entwickelte Wärme wird den Gasen hier jedoch nicht vollständig entzogen, bez. nur z. T. ausgenutzt, da von den abziehenden ausgenutzten Gasen, den sogen. Abgasen, eine gewisse Wärmemenge mit fortgenommen wird und ein andrer Teil durch Strahlung und Leitung verloren geht. Die Gestalt dieser Räume und der Grad der Wärmeausnutzung ist je nach dem Zweck der F. sehr verschieden. Kommt es, wie bei allen Hüttenöfen, zum Schmelzen und Glühen von Metallen etc. weniger auf günstige Ausnutzung der Wärme als auf Erzielung einer hohen Temperatur an, so werden die Feuergase in den alsdann ziemlich kurzen Heizkanälen nur wenig abgekühlt, haben also beim Austritt aus diesen Räumen eine noch verhältnismäßig hohe Temperatur. Die in diesen Abgasen noch enthaltene Wärme wird jedoch neuerdings durch ihre Verwendung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft, der Brennstoffe (Textfig. 29: Schmelzofen), zum Heizen von Dampfkesseln etc. noch weiter nutzbar gemacht. Ist man jedoch von vornherein bestrebt, die Wärme möglichst weitgehend auszunutzen, wie z. B. bei Vorrichtungen zum Erwärmen und Verdampfen von Flüssigkeiten, so müssen die Feuerzüge möglichst lang sein. Bei Dampfkesselfeuerungen führt man z. B. die Heizgase in langgestreckten Zügen mehrmals um den Kessel, so daß beim Übertritt in den Schornstein die Abgase gerade noch die zur Zugerzeugung nötige Temperatur haben. Bei Anwendung künstlichen Zuges können die Feuergase, soweit dies überhaupt zu erreichen ist, abgekühlt werden, da die Abgase beim Übertritt in den Schornstein keine höhere Temperatur mehr zu besitzen brauchen. Zur Erzielung möglichst günstiger Wärmeausnutzung müssen die Feuerzüge eine solche Form und Weite haben, daß die Heizgase möglichst an den zu erwärmenden Gegenstand (z. B. Dampfkessel) herangedrängt werden, und daß alle Teile der Gase mit diesem Körper in Berührung kommen. Über eine gewisse Grenze hinaus dürfen die Züge jedoch nicht verengert werden, da sonst die Reibung der Gase an den Kanalwänden zu groß und dadurch der Zug vermindert wird. In guten F. können bis zu 75 Proz. der im Brennstoff enthaltenen Wärme nutzbar gemacht werden.

Die Zugerzeugungsvorrichtungen.

Sie haben den Zweck, die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge in die Feuerung einzuführen, die Heizgase mit der nötigen Geschwindigkeit durch die Züge zu bewegen und die ausgenutzten Heizgase, die Abgase, in die Atmosphäre abzuführen. Die gebräuchlichste dieser Vorrichtungen ist der Schornstein (Schlot, Kamin). Er ist ein senkrechter Kanal aus Mauerwerk oder Eisen. An seinem Fuße, mündet der Verbindungskanal zwischen den Rauchkanälen und ihm, der Fuchs, ein; derselbe wird gewöhnlich unterirdisch gelegt, um Abkühlung zu vermeiden und die Kommunikation nicht zu stören. Er soll möglichst kurz und sanft ansteigend, gerade oder nur schwach gekrümmt sein und möglichst luftdichte Wände haben, um den Effekt des Schornsteins nicht durch unnötig angesaugte Luft zu schwächen. Ferner ist er mit einer dicht abschließbaren Einsteigöffnung und mit einem Schieber zur Regulierung des Zuges, dem Rauchschieber, versehen, der meist vom Heizerstand aus mittels Kettenzuges eingestellt werden kann. Während des Betriebes treten die heißen Abgase durch den Fuchs unten in den Schornstein ein und füllen ihn bis zum obern Ende aus. Diese Gassäule im Schornstein übt an dessen Fuß infolge ihres durch die hohe Temperatur bedingten kleinen spezifischen Gewichts einen geringern Druck auf die Flächeneinheit aus, als die den Schornstein außen umgebende kalte schwere Luft. Sie kann daher der Außenluft das Gleichgewicht nicht halten und steigt im Schornstein in die Höhe, während die Außenluft durch den Rost zum Brennmaterial nachströmt, sich hier neue Feuergase bilden, die nach ihrer Ausnutzung wieder durch den Schorn stein abziehen etc. Die Stärke der so erzeugten Luftströmung ist von der Temperaturdifferenz der Luft und der Abgase und von der Höhe der warmen Gassäule abhängig. Es darf also zur Erzeugung eines guten Zuges einerseits die Temperatur der Abgase nicht zu gering, anderseits der Schornstein nicht zu niedrig sein. Die gemauerten Schornsteine erhalten meist kreisförmigen Querschnitt. Solche mit acht, sechs- oder viereckigem Querschnitt sind in ihrer Wirkung weniger günstig. Die Wandstärke freistehender Schornsteine wird etagenweise vom Fuße bis zur obern Mündung vermindert, so daß sie oben noch 12–25 cm (1/2–1 Stein) beträgt. Der Schornstein steht auf einem breiten Fundament. Eiserne Schornsteine werden in Form von zylindrischen oder schwach konischen Blechröhren (Wandstärke oben etwa 3–4, unten etwa 5–6 mm) ausgeführt, sie sind unten mit einem verbreiterten Fuß versehen und mit diesem auf dem Fundament verankert. Um ihre Stabilität zu erhöhen, sind sie in der Regel in zwei Drittel der Höhe mit einem Ring umgeben, an dem gut im Boden verankerte Zugstangen angreifen. Eiserne Schornsteine sind billiger in der Herstellung, aber weniger dauerhaft als gemauerte. In ihnen kühlen sich die Gase rascher ab, wodurch der Zug verschlechtert wird. Vgl. Schornstein.

Statt der Schornsteine verwendet man vielfach auch Gebläse, mittels denen man Luft (Wind) unter geringem Druck in die Feuerung bläst (Feuerungen mit Unterwind oder Druckzug). Hier leitet man den Wind entweder in den geschlossenen Heizraum (Raum, in dem sich der Heizer aufhält, z. B. auf Schiffen), in den geschlossenen Aschenraum, bez. in einen unter dem Rost angebrachten Windkasten (Kudlicz), von wo aus er durch die Rostspalten zum Brennmaterial dringt. Bei metallurgischen Apparaten (Hoch öfen, Frischfeuern etc.) führt man ihn durch Düsen oder Formen in den Verbrennungsraum. In vielen Fällen saugt man auch mittels Exhaustoren die Gase aus den Zügen heraus. Hierher gehört das Blasrohr der Lokomotiven und Schiffsmaschinen, bei denen man einen Schornstein von einer zur Zugerzeugung ausreichenden Höhe nicht verwenden kann.

Auch feststehende F. werden neuerdings öfters als Saugzuganlagen ausgeführt (von der Sturtevant-Ventilatorenfabrik, Berlin), bei denen die Abgase meist durch Zentrifugalexhaustoren (selten durch Dampsstrahlexhaustoren) aus den Feuerzügen abgesaugt und durch kurze, kaum über Dach ragende Blechschornsteine abgeführt werden. Hierbei ist zur Zugerzeugung keine Temperaturdifferenz zwischen der[521] Außenluft und den Abgasen erforderlich, letztere kön nen daher noch weiter als bei Schornsteinzug ausgenutzt werden (z. B. durch Vorwärmen des Kesselspeisewassers). Saugzuganlagen sind billiger als solche mit Schornsteinzug. Diesem Vorteil gegenüber ist jedoch zu beachten, daß zum Betrieb des Exhaustors stets motorische Kraft, bez. Dampf erforderlich ist.

Geschichtliches.

Wann man es zuerst verstanden hat, Feuer zu erzeugen und zu verwerten, ist unbekannt. Ursprünglich legte man wahrscheinlich die zu verbrennenden Hölzer direkt auf den Erdboden. Später bereitete man das Feuer auf einer Erhöhung von Erdreich oder Mauerwerk, dem Herde. Die ältesten geschichtlichen Völker: Assyrer, Ägypter, Hebräer, verwendeten schon das Feuer zu allen möglichen häuslichen und technischen Zwecken, was ohne eine gewisse Vervollkommnung der F. nicht möglich gewesen wäre. Blasebälge bei F. zur Erzeugung größerer Hitze wurden schon in der grauesten Vorzeit benutzt. Dagegen haben diese ältesten Völker, selbst Griechen und Römer, Roste und Schornsteine noch nicht gehabt. Der Rauch der in den Häusern auf einfachen Mauerklötzen brennenden Feuer suchte sich einen Ausgang aus Öffnungen im Dach. Um im Winter den lästigen Rauch der Wärmfeuer einigermaßen zu vermeiden, verwendete man tragbare Feuerkörbe, die man im Vorhofe füllte, anzündete und erst dann ins Innere trug, wenn das Brennmaterial nur noch glühte. Bestimmte Nachrichten von den Schornsteinen liegen erst aus dem Jahre 1347 vor. Die ersten Schornsteine waren unter den bisher üblichen Rauchlöchern im Dach angebrachte weite Rauchfänge, unter denen offenes Feuer brannte. Sie wurden erst allmählich enger, als man sah, daß dadurch der Zug erhöht wurde. Der Zug des Schornsteins gab Veranlassung zur Erfindung der Roste und der Feuerkanäle. Einen außerordentlichen Aufschwung bekam die Entwickelung der F. nach der Erfindung der Dampfmaschine, weil für deren Betrieb eine möglichst vollkommene Ausnutzung der Brennstoffe von größter Wichtigkeit war. Man ermittelte von da ab pyrotechnische Grundsätze auf Grundlage praktischer Erfahrungen und theoretischer Gesetze. 1814 benutzte Aubertot zum erstenmal Hochofengichtgase zum Rösten von Eisenerzen, Kalkbrennen etc.; eine allgemeinere Verwendung der Gichtgase zu Erhitzungszwecken begann aber erst, seitdem Fabre du Four 1837 mit ihnen Puddelöfen geheizt hatte. Die dabei erzielte Ausnutzung der Gichtgase hat die nutzbare Verwendung einer ungeheuern Menge sonst verlorner Wärme herbeigeführt. Einen Gaserzeugungsapparat für Heizzwecke benutzte zuerst 1839 Bischof in Mägdesprung am Harz. Um dieselbe Zeit begannen auch die ersten Versuche mit selbständigen Gasfeuerungen zu Senbach in Tirol. Große Verdienste um die Ausbildung der Gasfeuerung erwarben sich Thoma, Scheuchenstuhl, Schinz und besonders Friedrich Siemens. Die ersten namhaften Versuche der Feuerung mit flüssigem Brennstoff nahmen 1862 Bidle, Shaw und Linton in Amerika vor. Gegenwärtig verfolgt man in der Feuerungstechnik hauptsächlich die Erzielung einer vollkommenen und rauchfreien Verbrennung der festen Brennstoffe sowie die Verbesserung der eine solche anstrebenden, bereits vorhandenen Einrichtungen. Vgl. Péclet, Traité de la chaleur (4. Aufl., Par. 1878, 3 Bde.; deutsch, Leipz. 1860–62); Ferrini, Technologie der Wärme (deutsch, Jena 1878); Steinmann, Kompendium der Gasfeuerung (3. Aufl., Leipz. 1900); Ramdohr. Die Gasfeuerung (das. 1881, 2 Tle.); Reiche, Au lage und Betrieb der Dampfkessel (3. Aufl., das. 1836 bis 1888, 2 Bde.); Meidinger, Feuerungsstudien (Karlsr. 1878); Fischer, F. für häusliche und gewerbliche Zwecke (das. 1889); Pütsch, Neue Gasfeuerungen (Berl. 1888 u. 1899); Ledebur, Gasfeuerungen für metallurgische Zwecke (Leipz. 1890); Lew, Die Feuerungen mit flüssigen Brennmaterialien (Stuttg. 1890); Haase, Feuerungsanlagen (Leipz. 1893); Haier, Dampfkesselfeuerungen zur Erzielung einer möglichst rauchfreien Verbrennung (Berl. 1899); Toldt, Regenerativgasöfen (Leipz. 1898); Fischer, Taschenbuch für Feuerungstechniker (5. Aufl., Stuttg. 1903). Über Rauchverbrennung die Schriften von Seyferth (Dresd. 1860), Flimmer (Leipz. 1883), Grabau (Hannov. 1883); Siemens, Bericht über die Smoke Abatement Exhibition in London (Berl. 1882) und die Denkschrift des Verbandes deutscher Architekten- und Ingenieurvereine (das. 1893).