Heizölfeuerung

Heizölfeuerung (oil burning; foyer à combustible liquide; focolare ad olio). Die steigenden Kosten der Kohlenfeuerung für Lokomotiven sowie auch die Notwendigkeit, die Rauchplage auf Eisenbahnen zu verhindern, führten in Gebieten, in denen flüssiger Brennstoff leicht und billig erhältlich ist, dazu, diesen zur Lokomotivfeuerung zu verwenden. Die zur Anwendung gekommenen H. haben zwar im allgemeinen die mit der Ölfeuerung verbundenen Vorteile, als Verringerung der menschlichen Arbeitskraft, Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Lokomotiven auf schwierigen Strecken, rauchlose Verbrennung, Vermeidung der Aschenbildung und des Funkenfluges, Entfall der Reinigungsarbeiten in Aschkasten, Rauchkammer und Siederohren, ohne daß sie jedoch bezüglich der Ausnutzung der Flamme in wirtschaftlicher Beziehung auf Vollkommenheit Anspruch erheben können.

Die H. bei Lokomotiven findet entweder als reine Ölfeuerung oder als Zusatzfeuerung (gemischte Feuerung) beim Verheizen fester Brennstoffe Verwendung. Im ersteren Falle können Rost und Rauchkammersiebe entfallen und der Aschenkasten bis auf die notwendigen Öffnungen für die Zufuhr der sekundären Verbrennungsluft ausgemauert werden, in welchem Falle die Flamme unmittelbar auf das Mauerwerk einwirkt, oder das Heizöl kann unter Beibehaltung des Rostes über eine entsprechend hohe Schicht von Schamottesteinen zerstäubt werden, was den Vorteil hat, daß bei so einer Feuerungseinrichtung wieder unmittelbar auf Heizung mit festen Brennstoffen übergegangen werden kann. Im zweiten Falle wird das Heizöl über die glühende feste Brennstoffschicht zerstäubt.

In größerem Umfang fand die Feuerung mit flüssigem Brennstoff in Österreich, Rumänien und Rußland, in ersterem Lande jedoch nur insolange Anwendung, als die billigen Preise des Heizöles diese Art der Feuerung als wirtschaftlich von Vorteil erschienen ließen.

Die bei den österreichischen Staatsbahnen angewandte abgeänderte englische Bauart Holden ist derart durchgebildet, daß sie unter Beibehaltung des Rostes sowohl für die reine als auch für die gemischte Ölfeuerung verwendet werden kann. In den Feuerbüchsen dieser Lokomotiven ist stets das normale Feuergewölbe (Nepillyschirm) der betreffenden Lokomotivtype entsprechend eingebaut, damit die Flamme nicht geradeswegs in die Rohre dringt, sondern in ihrer Länge besser ausgenutzt und mit der sekundären Verbrennungsluft besser vermengt wird. Die Rohrwand ist von der Oberfläche des Rostes bis zum Feuergewölbe mit feuerfesten Schamotteziegeln ausgemauert. In der Folge ist die weitere Einrichtung der Lokomotive und des Tenders auf Grund der Abb. 75 beschrieben.

Das Dampfeinlaßventil A (Dampfentnahmehahn) ist derart am Stehkessel oder an einem der Armaturstücke angebracht, daß möglichst trockener Dampf in die Leitung strömt. Es ist durch ein Dampfleitungsrohr mit den vereinigten Dampfverteilhähnen C, bzw. Dampfverteilventilen verbunden. Dieses kombinierte Gußstück besteht aus dem oberen Anschlußstutzen mit Wirbel a, der bei kaltem Kessel zur Dampfentnahme von einer fremden Dampfquelle dient, und drei Hähnen, bzw. Ventilen. Der linke mittlere Hahn b regelt den Dampfzufluß zu den Bläsern, der rechte mittlere Hahn c dient zum Ausblasen der Düsen, der unterste Hahn d regelt die Dampfzufuhr zur Vorwärmleitung.

Zwischen A und C ist ein Dampfhahn B eingeschaltet, der durch eine Dampf Umleitung mit der Ölleitung zwischen Regulierventil G und Vorwärmer F verbunden ist und zum Durchblasen der Ölleitung dient. Vom Dampfhahn b der vereinigten Dampfverteilhähne führt die Dampfleitung zu einem Dreiweghahn D, von dem beiderseits die Leitungen zu den Bläsern E führen. Je nach der Stellung des Dreiweghahnes D kann der eine oder der andere Bläser ausgeschaltet werden. Die Lokomotiven werden der Größe der Heizfläche entsprechend mit ein oder zwei Bläsern ausgerüstet. Bei Lokomotiven, die mit einem Bläser arbeiten, wird derselbe im unteren Teil der Heiztüröffnung befestigt. Bei Verwendung von zwei Bläsern werden zu beiden Seiten der Heiztür die äußere und innere Feuerkiste durchbohrt und die Öffnung mit einem beiderseits umgebördelten Kupferringe, in den ein Stahlring eingepreßt wird, ausgekleidet. Die Abkühlung der Bläser erfolgt durch die kalte Außenluft, durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen Bläser und Stahlring eingesaugt wird und zugleich als primäre Verbrennungsluft dient.

Das Heizöl wird aus dem Reservoir R durch eine Leitung, die bei Schlepptenderlokomotiven durch eine federnde Kupplung zwischen Tender und Lokomotive vermittelt wird, zu dem Ölvorwärmer F geleitet, durchströmt diesen und fließt auf der anderen Seite desselben durch eine Leitung zu dem Ölregulierventil G, mit Hilfe dessen die den Bläsern zufließende Ölmenge geregelt werden kann und weiter zu dem Kreuzstück H. Von diesem zweigt die Ölleitung zu den vorderen Rohranschlüssen der Bläser E ab. Der obere Rohranschluß des Kreuzstückes H dient als Anschluß für die vom Hahn c der vereinigten Dampfverteilhähne kommende Ausblaseleitung. Von dem untersten Hahn d der vereinigten Dampfverteilhähne führt die Vorwärmleitung zunächst zu dem Dreiweghahn I und geht von diesem einerseits zu dem Lokomotivölvorwärmer F, anderseits zu der bei Schlepptenderlokomotiven durch eine federnde Kupplung vermittelte Vorwärmleitung für das Reservoir.

Vom Ölreservoir R strömt das Öl durch einen an der Vorderseite des Reservoirs in einem Gehäuse K befindlichen Hahn und durch ein Sieb, das als Schmutzfänger dient und in demselben Gehäuse K eingebaut ist, in eine zur Lokomotive führende Leitung. Diese führt längs der linken Seitenwand des Tenders über die vordere Stirnwand zu der federnden Kupplung zwischen Lokomotive und Tender. Vor dieser Kupplung ist ein zweiter Absperrhahn L eingeschaltet.

Der zum Vorwärmen des Öles im Reservoir dienende Dampf strömt durch eine von der Lokomotive kommende Leitung, die hinter der federnden Kupplung zum Gehäuse des Absperrhahnes K führt. Ein hinter der federnden Kupplung angebrachter Hahn dient zum Ablassen des Kondenswassers. Das Gehäuse des Absperrhahnes wird durch den Dampf geheizt, der hierauf in die im Reservoir befindliche kupferne Heizschlange M übergeht und durch die Verschraubung N und das Auspuffrohr ins Freie entweicht.

In das Auspuffrohr ist der Absperrhahn O eingeschaltet, der zur Regulierung des Dampfauslasses dient.

Der Bläser (Abb. 76), der in der Mitte der für ihn bestimmten Öffnung montiert ist, besteht aus einem Gehäuse 1, auf das vorn die gußeiserne Ausströmdüse 20 aufgeschraubt ist. An der Unterseite des Gehäuses befinden sich zwei Gewindestutzen, von denen der vordere für den Anschluß an die Ölleitung, der hintere für den Anschluß an die Dampfleitung bestimmt ist.

In das Gehäuse 1 ist ein Düseneinsatz eingeschoben, der mittels der großen Mutter 5 in das Gehäuse eingepreßt ist. Dieser Düseneinsatz besteht aus dem großen Kegel 2 samt Stift, der das Gehäuse 1 in seiner vollen Länge auskleidet und die Ölkammer O und die Dampfkammer D gegeneinander abdichtet. Der große Kegel 2 besitzt oben eine Bohrung b, durch die die Ölkammer O mit dem Düseneinsatz in Verbindung steht. Die Dampfkammer D ist mit dem Düseneinsatz durch vier Bohrungen a verbunden. In den großen Kegel 2 ist der mittlere Kegel 3 eingeschraubt, der zwei Dichtflächen besitzt. Die vordere Dichtfläche trennt den Öl- und Dampfraum, die hintere Dichtfläche dichtet den Dampfraum gegen außen. Der mittlere Kegel 3 besitzt Bohrungen c, durch die der Dampf zum kleinen Kegel 4 gelangt. Letzterer ist in das Anschlußstück 6 eingeschraubt und mit diesem gemeinsam in den mittleren Kegel 3 durch Gewinde gelagert.

Das Anschlußstück 6 ist nach außen durch die mit Luftbohrungen versehene Kappe 7 abgeschlossen. Der Dampf strömt aus der Dampfkammer D durch die Bohrungen a und c in den Zwischenraum zwischen den Kegeln 3 und 4. Durch die zentrale Bohrung im kleinen Kegel 4 und die Luftlöcher in der Kappe 7 wird Luft eingesaugt. Dieses Dampf- und Luftgemisch strömt im Kegel 3 weiter. Sobald in die Kammer O Öl eingelassen wird, wird dieses durch die Bohrung b in den Zwischenraum zwischen Kegel 3 und 2 gelangen, durch den vorerwähnten Dampf- und Luftstrahl mitgerissen und durch die gußeiserne Ausströmdüse 20 in die Feuerbüchse gelangen.

Die gußeiserne Ausströmdüse besteht bei den Ölbläsern neuester Ausführung aus einem Stück und ist derart geformt, daß der Dampfstrahl, der innen Luft und außen Öl mitführt, nach und nach eine Formveränderung erleidet und die Düse als flacher Strahl verläßt, wobei eine innige Mischung von Dampf, Luft und Öl und eine gleichmäßige Zerstäubung dieses Gemisches über dem Rost bewirkt wird.

Die Ölbläser älterer Konstruktion besitzen Ausströmdüsen mit Dampfzerstäubern. Letztere wurden bereits außer Verwendung gesetzt.

Eine zweite Bauart, die hauptsächlich bei russischen Bahnen Verwendung findet, ist jene des Ing. Thomas Urquhart. Diese ist für reine Ölfeuerung ausgebildet und besteht in der allgemeinen Anordnung ähnlich der vorherbeschriebenen in der Hauptsache aus den Regelungsorganen, den Verteilungsleitungen, dem Bläser und dem Ölbehälter. Der Bläser besteht aus zwei Düsen. In der Öldüse Steckt die Dampfdüse, die ursprünglich mittels Zahnrades, später mittels einer Hebelvorrichtung in der Richtung der Längsachse der Öldüse bewegt wird und auf diese Weise den Ölverbrauch regelt. Dieser Bläser ragt in eine stählerne Büchse hinein, die in der Kesseltürwand unterhalb der Feuertür eingeschraubt ist. Die Feuerbüchse ist nebst dem Aschenkasten ausgemauert und diese Ausmauerung bildet den Generator, der in der Feuerbüchse gleichmäßige Temperatur erhält und dieselbe vor der Einwirkung der Stichflamme bewahrt. Die Tür ist stets geschlossen oder vermauert. Die sekundäre Verbrennungsluft wird durch die rückwärtige Aschenkastenklappe und durch ausgemauerte Kanäle unter das unterhalb der Siederohre eingebaute Gewölbe geführt, wo sie bereits vorgewärmt sich mit der Ölflamme mischt. Rost und Rauchkastensiebe entfallen. Der Vorwärmer ist hier unmittelbar unter dem Tenderreservoir angebracht und besitzt im tiefsten Teile Hähne, die zum Ablassen des Kondenswassers der Vorwärmleitung und des aus dem Heizöl abgesetzten Wassers dienen.

Es würde zu weit führen, auch noch andere Bauarten anzuführen. Es muß hier genügen, darauf hinzuweisen, daß sich dieselben in der Hauptsache durch die Bläseranordnungen, die Gattung der Bläser, die Art der Ausmauerung von Feuerbüchse und Aschenkasten und dementsprechende Luftzuführung unterscheiden. Gewöhnlich stehen ein oder zwei Bläser in Verwendung. Ein Bläser kann in der Feuertür, in einer diese ersetzende Gußplatte, unterhalb der Feuertürwand oder unterhalb der Rohrwand, nach der Türwand zu feuernd (amerikanische Bauart), angeordnet werden. Zwei Bläser werden in der Türwand in besonders eingesetzten Hülsen angebracht. Es werden aber auch ein großer und ein kleiner Bläser übereinander angeordnet, wobei der kleine Bläser den Zweck hat, bei verringerter Leistung des Kessels starke Abkühlung hintanzuhalten. Doppelbläser sind zwei in einem Gußstückübereinander angeordnete Bläser, die je nach der geforderten Leistung abwechselnd in Tätigkeit gesetzt werden können.

Die zahlreichen Ausführungen von Bläsern erklären sich durch die vielseitigen Anforderungen, die an dieselben gestellt werden müssen. Ein entsprechender Bläser muß eine ausreichende Ölmenge in der Zeiteinheit bei möglichst feiner Verstäubung des Öles über eine entsprechend große Fläche bei möglichst geringem Energieverbrauch verfeuern können. Er muß der erzeugten Flamme die entsprechende Form und Richtung geben und eine angemessene Luftzuführung ermöglichen. Er muß einfach, nicht leicht verlegbar und billig sein. Die Ausführung muß der Art angepaßt sein, nach der die Zerstäubung des Heizöls durchgeführt werden soll. Das Heizöl kann dem Bläser unter Druck zugeführt werden, wobei durch plötzliche Entlastung den Ölteilchen eine entsprechende Geschwindigkeit erteilt wird (Brennerstreudüse, Bauart Körting) oder es kann die Geschwindigkeitserteilung durch Übertragung der Geschwindigkeit von festen Körpern (Turbinenantrieb), Druckluft oder Dampf erfolgen. Im Eisenbahnbetrieb hat nur letztere Art wegen ihrer einfachen Anwendung Verbreitung gefunden. Bei diesen Brennern erfolgt die Regelung der Öl- und Dampfzuführung vor denselben (Bauart Holden) oder innerhalb derselben (Bauart Urquhart, Dragu [Abb. 77], Cosmovici [Abb. 78]). Diese letzteren bieten gegenüber ersteren Brennern einige Vorteile, insbesondere die Möglichkeit, die Menge des zugeführten Öles, daher die Leistungsfähigkeit des Kessels, in weiteren Grenzen regeln zu können, sind jedoch in ihrer Ausführung sehr kompliziert. Unter diesen sind die Ejektorbrenner mit runder Bohrung (Urquhart, Dragu) wegen der starken Geräuschbildung gegenüber den Flachschlitzbrennern (Cosmovici) im Nachteil.

Zum Schlusse muß noch erwähnt werden, daß die H. in ihrer heutigen Anordnung hauptsächlich nur für Feuerbüchsen von entsprechender Länge mit Vorteil zu benützen ist, da bei kurzen Feuerbüchsen die Flammenlänge nicht genügend ausgenutzt werden kann und die Stichflamme sehr nachteilig zur Wirkung kommt. Die viereckige, für Verfeuerung fester Brennstoffe bestimmte Feuerbüchse müßte der Form der Heizölflamme entsprechend ausgebildet werden, was in Amerika in einzelnen Fällen bereits versucht wurde. Die Notwendigkeit, im Bedarfsfalle auch feste Brennstoffe verfeuern zu können, läßt jedoch im allgemeinen eine weitere Entwicklung in dieser Richtung nicht zu.

Literatur: L. Sussmann, Ölfeuerung für Lokomotiven mit besonderer Berücksichtigung der Teerölzusatzfeuerung bei den preußischen Staatsbahnen. Berlin 1912. – Th. Dragu, Description des installations et des appareils pour l'emploi du pétrole au chauffage des Locomotives. – G. Hammer, Verwendung flüssiger Brennstoffe zur Heizung von Lokomotiven.

Leeder.

Abb. 75. Anordnung der Heizölfeuerung, Bauart Holden.

Abb. 76. Bläser, Bauart Holden.

Abb. 77. Brenner, Bauart Dragu.

Abb. 78. Flachschlitzbrenner, Bauart G. C. Cosmovici.