Titel: Ueber die gebräuchlichsten Beleuchtungsmittel; von Fr. Rüdorff in Berlin.
Autor: Fr. Rüdorff
Fundstelle: Band 243, Jahrgang 1882, S. 133
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Ueber die gebräuchlichsten Beleuchtungsmittel; von Fr. Rüdorff in Berlin. Mit Abbildungen auf Tafel 14. Rüdorff, über die gebräuchlichsten Beleuchtungsmittel. I) Gasbrenner. Die im Folgenden mitgetheilten Versuche habe ich in der Absicht angestellt, die gebräuchlichsten Gasbrenner in Bezug auf ihre Leistungsfähigkeit zu vergleichen. Ich weiſs wohl, daſs es an Mittheilungen über diesen Gegenstand nicht fehlt; aber die bisher veröffentlichten hierher gehörigen Versuche sind zum gröſsten Theil mit einer nicht zugänglichen, undefinirbaren photometrischen Einheit angestellt; sodann sind auch andere sehr einfluſsreiche Umstände hierbei übersehen. Ich darf deshalb hoffen, durch Mittheilung der von mir angestellten Versuche einen Beitrag zur Kenntniſs unserer Beleuchtungsmittel zu liefern. Bei meinen Versuchen habe ich mich des Bunsen'schen Photometers in der von mirJournal für Gasbeleuchtung, 1869 S. 283 u. S. 567. früher beschriebenen Einrichtung bedient. Ich bemerke nur noch, daſs sich die Photometerpapiere, deren Herstellung ich a. a. O. mitgetheilt, durchaus bewährt haben. Ein und dasselbe Papier läſst sich über 1 Jahr lang benutzen, ohne an seiner Empfindlichkeit Einbuſse zu erleiden. Bei allen von mir ausgeführten Messungen ist stets die 45mm hohe Flamme der englischen Normalwalrathkerze als Vergleichseinheit in Anwendung gebracht. Ich habe diese Kerze deshalb gewählt, weil dieselbe in den meisten gröſseren Gasanstalten den photometrischen Messungen zu Grunde liegt und wegen ihrer weiten Verbreitung überall zugänglich ist. Den Hauptgrund aber, aus welchem ich nicht die so viel beredete sogen, deutsche Normalparaffinkerze (vgl. 1881 240 124) angewendet habe, werde ich weiter unten erörtern. Bis zu welchem Grade der Genauigkeit man photometrische Messungen mit Hilfe der englischen Walrathkerze von 45mm Flammenhöhe auszuführen im Stande ist, habe ich in der erwähnten Abhandlung dargethan. Es würde indessen einen ganz unerschwinglichen Aufwand an Zeit erfordert haben, eine so groſse Anzahl von Messungen, wie sie zu dem vorliegenden Zweck erforderlich waren, mit der Flamme der Walratkerze direct vorzunehmen. Die vorgeschriebene Flammenhöhe von 45mm bleibt nur höchstens 20 bis 30 Secunden constant; dann nimmt dieselbe langsam zu und, um die Höhe von 45mm wieder zu erhalten, ist es nöthig, die Dochtspitze abzuschneiden und zu warten, bis die Flamme die gewünschte Höhe erreicht hat. Ich sah mich deshalb genöthigt, zu einer Hilfsflamme meine Zuflucht zu nehmen. Die Messungen wurden nämlich mit der Flamme eines Einlochbrenners angestellt, welche mit der Flamme der Normalwalrathkerze von 45mm Flammenhöhe genau dieselbe Lichtstärke besaſs. Zur Erlangung einer solchen Flamme wurde unter Berücksichtigung später zu erörternder Vorsichtsmaſsregeln die Flamme eines Argandbrenners von 150l stündlichem Verbrauch zunächst mit der Normalkerzenflamme gemessen, dann an die Stelle der Kerze ein Einlochbrenner gesetzt und dessen Flamme so lange regulirt, bis dieselbe mit der Flamme der Normalkerze eine möglichst gleiche Lichtintensität besaſs. Der Einlochbrenner war ein Specksteinbrenner, die Oeffnung hatte 1mm Durchmesser. Die Flamme war mit einem Glascylinder umgeben, welcher mit ringsum laufenden Theilstrichen versehen war. Dadurch konnte die geringste Aenderung in der Flammenhöhe und mithin in der Lichtstärke leicht und mit Sicherheit beobachtet werden. Ein eingeschalteter sehr empfindlicher Regulator schützte die Flamme vor dem Einfluſs der in den Leitungsröhren etwa stattfindenden Druckveränderungen. Die Höhe der Flamme des Einlochbrenners blieb nun auch stundenlang durchaus constant. Im übrigen wurde sie am Ende jeder Versuchsreihe wieder in der oben erwähnten Weise mit der Normalkerzenflamme verglichen. War im Laufe einer Versuchsreihe die Lichtstärke der Flamme des Einlochbrenners durch irgend einen Umstand verändert, so wurde die ganze Versuchsreihe als unbrauchbar verworfen. Wenn auch dieser Fall nur äuſserst selten eintritt, so ist es doch sehr zeitraubend, photometrische Messungen in groſser Anzahl anzustellen, da schon die Ermüdung der Augen eine höchstens 2 Stunden lange Beobachtung gestattet. Das Constanthalten der Flamme des Einlochbrenners wurde mir dadurch wesentlich erleichtert, daſs in meine Photometerkammer Röhren der städtischen und englischen Gaswerke geführt sind und ich die Flamme des Einlochbrenners aus der einen Leitung speisen konnte, während der andere Brenner mit der anderen Leitung in Verbindung stand. Dadurch waren selbst erhebliche Aenderungen im Verbrauch der einen Flamme auf die Flamme des Einlochbrenners ohne Einfluſs. Selbstverständlich war es ganz unmöglich, die verschiedenen Brenner an einem Tage oder unter Anwendung genau desselben Gases zu prüfen. Aber wie die von mir täglich angestellten photometrischen Beobachtungen ergeben, ist die Schwankung in der Leuchtkraft des hiesigen Gases eine so unbedeutende, daſs ein daher rührender Einfluſs auf meine Versuche nicht zu fürchten war, zumal ich mich ja stets von der gleichmäſsigen Beschaffenheit des Gases durch besondere Messungen überzeugte. Zur Messung des Gasverbrauches diente ein Experimentirgasmesser von S. Elster. Bekanntlich findet, wie u.a. durch die Versuche von ZulkowskyBerichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1872 S. 759. dargethan worden ist, eine beträchtliche Abnahme der Leuchtkraft des Gases statt, wenn dasselbe durch Kautschukröhren geleitet wird. Da ich eine biegsame und gelenkige Verbindung zwischen der Röhrenleitung und dem Einlochbrenner nicht entbehren konnte und mir ein unwirksamer Ersatz für den Kautschuk nicht bekannt war, so suchte ich den Einfluſs der Zuleitung auf das Mindeste dadurch zurückzuführen, daſs ich die etwas über 1m lange Leitung aus etwa 200mm langen Glasröhren, welche durch kurze Kautschukschläuche so eng mit einander verbunden waren, daſs Glas an Glas stieſs, herstellte. Um nun aber auch den noch immer möglichen Einfluſs dieser wenn auch sehr beschränkten Berührungsstellen zwischen Glas und Kautschuk völlig zu beseitigen, lieſs ich das Gas stets vor den Versuchen mindestens 1 Stunde lang durch die Röhren strömen. Daſs sich dadurch der Kautschuk mit schweren Kohlenwasserstoffen hinreichend sättigt und ein Einfluſs auf die Lichtstärke nicht mehr wahrzunehmen ist, habe ich durch folgende Versuche festgestellt. Ich verband die Gasleitungsröhren mit einem Argandbrenner auf zwei Wegen, einmal durch ein Glasrohr, dann durch ein 3m langes neues Kautschukrohr und beobachtete die Lichtstärke der Argandflamme, welche einmal durch das Glasrohr und dann durch das Kautschukrohr gespeist wurde. Bei einem stündlichen Verbrauch von 150l betrug die Lichtstärke der Argandflamme: Durch das Glasrohr gespeist 17,5 Kerzen Durch schwarzes Kautschukrohr gespeist 15,5     Nach ½ Stunde fortwährenden Durchströmens 17,1     Nach 1 Stunde 17,5 Bei einem anderen Versuch mit einem 3m langen rothen Kautschukschlauch fand ich: Gas durch Glasrohr geleitet 17,2 Kerzen Gas durch Kautschukschlauch 15,0     Nach 1 Stunde 17,2     Nach 2 Stunden 17,2 Die angeführten Lichtstärken sind die Mittel aus je 4 Messungen. Nachdem derselbe Kautschukschlauch 24 Stunden lang unbenutzt gelegen hatte, ergab die Messung: Gas durch Glasrohr 17,5 Kerzen Gas durch Kautschukschlauch 16,0     Nach 1 Stunde Durchleiten 17,5 Hieraus folgt, daſs durch längeres Durchleiten der schädliche Einfluſs des Kautschuks beseitigt werden kann. Um indessen auch noch den möglichen Einfluſs der kurzen Kautschukschläuche, mit welchen die Glasröhren der zum Einlochbrenner führenden Zuleitung verbunden waren, direct zu prüfen, wurde die Lichtstärke einer Argandflamme mit der Flamme des Einlochbrenners von 5 zu 5 Minuten gemessen. Nachdem das Gas 5 Minuten lang durch die Zuleitung zum Einlochbrenner geströmt und angenommen werden konnte, daſs die Luft ausgetrieben war, begannen die Messungen und ergaben: Nach   5 Minuten 17,5 Kerzen Nach 25 Minuten 17,4 Kerzen 10 17,6 30 17,6 15 17,5 35 17,5 20 17,5 Es ist also kein Einfluſs auf die Lichtstärke nachzuweisen. Bei allen von mir angestellten Versuchen wurde stets vor Beginn derselben das Gas mindestens 1 Stunde lang durch die Zuleitungsröhren geschickt. Einen besonderen Einfluſs auf den Leuchteffect des Gases übt die Länge der Glascylinder aus, welche bei den Argandbrennern zur Beschleunigung des Luftzuges dienen. Es scheint mir nicht überflüssig, hier diesen allerdings schon bekannten Einfluſs in Erinnerung zu bringen und durch Mittheilung einiger Messungen vor die Augen zu führen. Bei ein und demselben Brenner (Normalargandbrenner) wurden 4 Glascylinder von verschiedener Länge angewendet. Der stündliche Verbrauch war in den 4 Versuchen stets derselbe, nämlich 124l. Ich war genöthigt, einen so geringen Gasverbrauch zu wählen, da bei Anwendung des kürzesten Cylinders die Flamme bei diesem Verbrauch bis an die obere Cylinderöffnung reichte. Die Messungen ergaben bei Anwendung eines Cylinders von: 156mm Länge 15,0 Kerzen 210mm Länge 13,9 Kerzen 186 14,3 238 13,5 Die Länge der gewöhnlich angewendeten Cylinder beträgt 210 oder meistens 238mm. Der durch Anwendung eines längeren Cylinders bedingte geringere Nutzeffect wird durch ruhigeres Brennen und die geringere Empfindlichkeit der Flamme gegen Luftzug aufgehoben. Bei allen folgenden Versuchen mit Argandbrennern wurden Cylinder von 238mm Länge und 45mm innerem Durchmesser angewendet. Argandbrenner. Die von mir auf ihren Leuchteffect untersuchten Brenner – Argand-, Schnitt- und Zweilochbrenner – sind solche, welche am meisten in Gebrauch sind, und verdanke ich dieselben zum gröſseren Theil dem technischen Director der Berliner städtischen Gaswerke, Hrn. Baumeister Reiſsner, welchem ich wegen seiner stets bereitwilligen Unterstützung mit Rath und That bei Anstellung meiner Versuche zum lebhaftesten Dank mich verpflichtet fühle. Ich lasse hier zunächst die Beschreibung der von mir benutzten Argandbrenner folgen. Die Abmessungen in Millimeter der einzelnen Brennertheile sind aus folgender Tabelle ersichtlich: Argandbrenner I II III IV V VI VII VIII IX X Gesammthöhe des Brenners 72 73 59 55 51 52 58 60 70 72 Höhe d. Porzellan- od. Speck-   steinkörpers über d. äuſse-   ren Messingfassung 34 28 23,5 20   2   2 21 22 18 16 Aeuſserer Durchmesser die-   ses Körpers 23 21 24 24 25 25 24 26 24 21 Innerer Durchm. desselben   (innerer Luftzug) 12 10,5 13,5 12,5 17 17 12,5 14,5 16 13,5 Durchmesser d. Lochkreises 17,5 15,5 19,0 18,5 22 22 19 21,5 21 18 Durchmesser der Löcher   0,7   0,6   0,7   0,7   1,0   0,9   0,7   0,8   1,3   1,3 Anzahl der Löcher 32 24 32 32 36 36 32 40 30 24 Argandbrenner I ist ein Porzellanbrenner. Mit demselben stelle ich die täglich vorzunehmenden photometrischen Beobachtungen des hiesigen Leuchtgases an. Auf Taf. 14 zeigt Fig. 1 den Brenner in ½ n. Gr. Der äuſsere Luftzug wird durch einen Korb mit 50 Schlitzen von 12mm Länge und 0mm,7 Breite der Flamme zugeführt. Der innere Luftzug tritt durch einen Korb mit 30 solcher Schlitze ein. Ein innerer Conus fehlt. Preis des Brenners 3 M. II ist ein kleiner Porzellanbrenner (Fig. 2) mit hohem Conus, welcher oben 29mm Durchmesser hat. Preis 1,50 M. III ist ein Specksteinbrenner mit Conus (Fig. 3). Preis 1,50 M. IV ist ein Specksteinbrenner mit Conus (Fig. 4). Preis 1,50 M. V und VI sind Specksteinbrenner mit Hebelvorrichtung zum Reguliren des Gaszuflusses (Fig. 5). Preis 2 bis 2,50 M. VII (Fig. 6) ist ein sogen, amerikanischer (Speckstein-) Brenner, bei welchem die innere Luftzuführung durch einen Korb mit 45 Schlitzen, die äuſsere Luftzuführung durch ein abwärts gebogenes Blech mit 50 Schlitzen von je 0mm,5 Weite geschieht. Der Cylinderhalter ist von höchst einfacher, aber zweckmäſsiger Form. Preis 3 M. VIII ist ein Porzellanbrenner mit Conus (Fig. 7). Preis 1,50 M. IX und X sind Sugg'sche Brenner (Fig. 8), bezeichnet mit den Buchstaben D und F. Preis 6,50 und 6,00 M. Bei den Brennern II bis VI und VIII bis X tritt die Luft ohne Hindernisse durch groſse Oeffnungen zu der Flamme. Von diesen Brennern sind am beliebtesten und deshalb am meisten im Gebrauch II, V, VI und VIII. Um die Leistungsfähigkeit verschiedener Brenner zu ermitteln, kann man, wie es bisher meistens geschehen, die Lichtstärke der Flammen bei ein und demselben Verbrauch (etwa 150l) messen. Es kam mir aber darauf an, zu erforschen, ob derselbe Brenner bei einem bestimmten Gasverbrauch eine im Verhältniſs zu diesem Verbrauch günstigste Lichtstärke gebe, und deshalb habe ich die Lichtstärke bei allen Brennern bei verschiedenem Gasverbrauch gemessen. Es würde die ohnehin sehr zeitraubenden Versuche unnütz in die Länge gezogen haben, hätte ich alle Brenner bei demselben Verbrauch, etwa bei 50, 60, 80, 100l u.s.w., auf ihre Lichtstärke untersuchen wollen. Ich habe bei den verschiedenen Brennern die Lichtstärke bei verschiedenem, aber ganz beliebigem Gasverbrauch festgestellt, und zwar wurde dabei so verfahren, daſs zunächst eine Versuchsreihe mit zunehmendem, dann eine Versuchsreihe mit abnehmendem Verbrauch angestellt wurde. Die Ergebnisse dieser beiden Reihen wurden dann zu einer Reihe zusammengestellt. Um nun aber einen Vergleich der Leistungsfähigkeit der untersuchten Brenner vornehmen zu können, war es nöthig, eine Reduction der Versuchszahlen auf einen bei allen Brennern gleichen Gasverbrauch vorzunehmen. Dies geschah durch eine graphische Darstellung, indem die Versuchszahlen in ein Coordinatermetz von groſsem Maſsstabe eingetragen wurden, dessen Abscisse die Anzahl der verbrauchten Liter, dessen Ordinate die Lichtstärke in Normalkerzenflammen angab. Hieraus konnte dann leicht die Lichtstärke für StündlicherVerbrauch LichtstärkeKerzen 1 Kerzedurch StündlicherVerbrauch LichtstarkeKerzen 1 Kerzedurch    50l   1,8 27,7l 138l 15,6 8,8   56   2,6 21,5 142 16,2 8,7   76   5,5 13,8 150 17,7 8,4   95   8,2 11,5 155 18,7 8,2   98   8,6 11,4 161 19,8 8,1 115 11,9   9,7 172 21,5 8,0 einen bestimmten Verbrauch ermittelt werden. Ich theile hier zunächst die für den Brenner I, den Normalargandbrenner, in einer Versuchsreihe gefundenen Zahlenwerthe mit. Für jeden untersuchten Brenner wurde nun eine ähnliche Versuchsreihe ermittelt, die Ergebnisse graphisch dargestellt und aus dieser Darstellung die Lichtstärke für den Gasverbrauch von 50, 60, 70l u.s.w. gefunden. Die folgenden Tabellen enthalten die auf diese Weise ermittelten Lichtstärken für den nebenstehenden Verbrauch. Stündl.Verbrauch ArgandbrennerI ArgandbrennerII ArgandbrennerIII ArgandbrennerIV ArgandbrennerV Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch    50l   1,8 27,7l   0,4 125l   0,9 55,5l   60   2,6 21,5   1,4 43   1,8 33,3   1,6 37,5l   1,5 40l   70   4,7 14,9   2,6 26   3,4 20,6   2,7 25,9   2,3 30   80   6,1 13,1   3,9 21   4,8 16,6   3,8 21,0   3,2 25   90   7,5 12,0   5,1 17   6,3 14,3   5,5 16,4   4,2 21 100   9,0 11,1   6,5 15   7,9 12,6   7,5 13,3   5,5 18 110 10,9 10,1   7,9 14   9,5 11,5   9,5 11,6   6,9 16 120 12,8   9,4   9,6   12,5 11,0 10,9 11,6 10,4   8,3   14,4 130 14,4   9,0 11,3    11,5 12,7 10,2 13,3   9,9   9,8    13,3 140 15,9   8,8 13,4    10,5 14,4   9,7 15,1   9,2 11,6    12,0 150 17,7   8,4 15,8      9,5 16,1   9,3 16,8   8,9 13,2    11,4 160 19,6   8,1 18,2      8,8 17,8   8,9 18,5   8,6 14,8    10,8 170 21,3   8,0 19,5   8,7 20,2   8,4 16,7    10,2 180 21,1   8,5 21,4   8,4 18,5      9,7 190 22,5   8,4 20,4      9,3 200 23,7   8,4 22,1      9,0 210 25,1   8,3 23,4      8,9 220 24,7      8,8 230 Stündl.Verbrauch ArgandbrennerVI ArgandbrennerVII ArgandbrennerVIII ArgandbrennerIX ArgandbrennerX Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch Kerzen 1 Kerzedurch    50l   2,1 24l   60   1,5 40l   3,3 18,2   1,5 40l   70   2,6 27   4,7 15,0   2,4 29   0,9 77l   80   3,8 21   6,3 12,7   3,7    21,6   1,0 80l   2,5 32   90   5,0 18   8,0 11,2   5,3    17,0   2,1 43   4,1 22 100   6,2 16   9,8 10,2   7,1     14,1   3,3    30,3   5,7    17,5 110   7,4    14,8 11,6    9,5   8,9    12,3   4,9    22,5   7,7    14,3 120   8,6    13,9 13,3    9,0 10,7    11,2   6,7    17,9   9,5    12,6 130 10,2    12,7 15,0    8,7 12,4    10,5   8,8    14,7 11,6    11,2 140 11,8    11,8 16,6   8,4 14,0    10,0 11,1    12,6 13,7    10,2 150 13,2    11,4 18,1   8,2 15,7      9,5 13,4    10,9 15,8      9,5 160 14,8    10,8 19,6   8,1 17,3      9,2 15,5    10,3 17,9      8,9 170 16,4    10,5 18,9      9,0 17,5      9,7 20,0      8,5 180 18,8    10,0 20,5      8,8 19,5      9,2 22,1      8,1 190 19,7      9,6 21,7      8,7 24,0      7,9 200 21,4      9,2 23,4      8,5 25,1      7,9 210 23,3      9,0 24,7      8,5 220 24,6      8,9 26,4      8,3 230 25,4      8,9 27,8      8,2 Die Leistungsfähigkeit eines jeden Brenners leuchtet aber am besten ein, wenn man durch Division der verbrauchten Liter durch die gefundene Lichtstärke die Anzahl der Liter Leuchtgas berechnet, durch deren Verbrauch eine Lichtstärke von 1 Kerze bewirkt wird. Dieser Quotient ist für jeden Brenner in der Rubrik hinter der Lichtstärke (unter „1 Kerze durch“) enthalten. Es geht daraus hervor, daſs anfangs die Lichtstärke in einem ganz bedeutend gröſseren Verhältniſs zunimmt als der Gasverbrauch. Diese unverhältniſsmäſsige Zunahme der Leuchtkraft erklärt sich dadurch, daſs eine bestimmte Gasmenge zur Bildung des unteren blauen Theiles der Flamme dient und daſs bei steigendem Verbrauch eine immer kleinere Menge Gas zur Vergröſserung dieses nichtleuchtenden Theiles der Flamme verwendet wird, die bei weitem gröſste Menge dagegen zur Bildung des mittleren leuchtenden Theiles beiträgt. Die bereits oben erwähnte graphische Darstellung ist aber ganz besonders geeignet, uns die Beziehung zwischen der Lichtstärke einer Brennerflamme und dem Gasverbrauch mit einem Blick zur Anschauung zu bringen. Es ist deshalb in Fig. 11 Taf. 14 dieselbe für die Brenner I bis III, V bis VII, IX und X gegeben. Man ersieht aus derselben, daſs es durchaus nicht gleichgültig ist, welchen Brenner man zur Erzielung einer bestimmten Beleuchtung wählt. So erhält man, um nur auf einen Fall aufmerksam zu machen, bei einem stündlichen Gasverbrauch von 90l durch Anwendung des Brenners IX eine Lichtstärke von 2 Kerzen, während man durch den Brenner I fast die 4 fache Lichtstärke erzielt. Bei höherem Gasverbrauch ist die Leistungsfähigkeit der Brenner zwar nicht in dem Grade verschieden wie bei niederen, aber immerhin noch erheblich genug, um bei der Anschaffung eines Brenners nicht auf den Preis, sondern allein auf die Leistungsfähigkeit desselben zu sehen. (Schluſs folgt.)

Tafeln

Tafel Tafel 14
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