Střípky z historie – Topení dehtem – 1. část

historie

Z dobových technických podkladů (uveřejněných v 8. ročníku časopisu Věda a práce v roce 1900) předkládáme čtenářům časopisu Topin další článek, který navazuje na problematiku „bezdýmného topení“, jenž byl v našem periodiku uveřejněn v č. 8/2013.

Je patrné, že tehdejší snaha, i na mezinárodní úrovni, vedla odborníky k hledání takového paliva a technického řešení, které by umožňovaly efekt bezdýmného spalování, a tím podstatně snížily exhalační zátěž ovzduší. Je však nutno s politováním konstatovat, že tento idealistický záměr, přes veškerou snahu, nebyl uspokojivě vyřešen, a to ani do dnešních dnů.

Potřeba najít přijatelné řešení však stále trvá, a proto je zajímavé seznámit se i s technickými úvahami našich předchůdců, protože také v nich je možné najít řadu podnětných technických nápadů. Jejich experimenty s různými druhy paliv pro získání optimálního efektu bezdýmného topení, vedly mimo jiné, i k uplatnění dehtu jako paliva. Je zajímavé si o tom přečíst podklady staré 113 let.

Francouzská komise pro bezdýmné topení vypsala ceny pro nejlepší zařízení při parních kotlech. Nyní dochází nás o tom zvěst, že také v Německu došlo na konstrukci v téže záležitosti. A to ujal se věci spolek inženýrův a vypsal již roku 1890 dvě ceny pro nejlepší topení pod kotlem a v domácnostech. Do konce konkurenční doby roku 1892 došlo návrhů 6, z nichž však ani jednomu nebyla přiznána cena. Z té příčiny obnovena byla konkurence roku 1893 a zároveň zvýšeny byly ceny na 6000,– a 4000,– marek. Na toto nové vyzvání došlo koncem roku 1897 sice osm prací, avšak ani tentokráte nebyla cena udělena. Spolek inženýrů pověřil odborného znalce, inženýra F. Haiera, úkolem, aby sestavil a důkladnému posudku podrobil všechna ona zařízení výtopná, která za účelem dokonalejšího spalování topiva byla sestrojena.

Tomuto úkolu svému dostál nyní inženýr Haier, sepsav obsáhlou knihu o bezdýmném topení pod parními kotly, kterouž opatřil více než 300 vyobrazeními.

Výsledek, k němuž spisovatel přichází, jest však záporný a vrcholí v přesvědčení, že asi vůbec nebude možno sestrojiti universální topení bezdýmné, které by se ve všech případech osvědčovalo a jehož by se všude dalo se stejným zdarem užíti. Naproti tomu však zase uznává, že každé „bezdýmné“ topení může do jisté míry svému úkolu vyhověti, je-Ii jen na správných zásadách zosnováno a při skutečném užívání správně obsluhováno. Neboť příčinou, že se z našich komínů chrlí takové spousty kouře, bývají dvoje, totiž nevhodné sestrojení topeniště a nepřiměřené obsluhování jeho, po případě ovšem také obě tyto příčiny sdružené. A tu padá hned na váhu druh paliva, jehož se v jednotlivém případě užívá. Zajisté jinak musí topeniště býti zařízeno, chceme-Ii v něm spalovati dřevo, rašelinu, hnědé nebo černé uhlí, koky nebo jiné palivo, jmenovitě kapalné nebo plynné.

Lučebný postup dokonalého spalování jest nejjednodušší při oněch druzích paliva, která se skládají téměř výlučně z uhlíku. Takovými paliva jsou dřevěné uhlí, koky a anthracit. Rozžhaví-Ii se takové palivo za přístupu vzduchu, nastane sloučení uhlíku s kyslíkem, při čemž se vyvine značné teplo. Jestliže však povstalý kysličník uhličitý ještě přechází přes žhavé palivo, odkysličuje se tento kysličník uhličitý opět a mění se na kysličník uhelnatý. Tento kysličník jest však hořlavý. Ke spalování jeho zapotřebí jest teploty asi 300 stupňů a ovšem i dostatku kyslíku. Nemá-Ii kysličník uhelnatý v topeništi samotném již příležitosti, aby shořel, uchází v něm veliké množství nezužitkované energie tepelné do vzduchu. Takové topeniště jest velice ne­úsporné. Proto hledí se k tomu, aby v zadní části topeniště mohlo nastati úplné spálení kysličníku uhelnatého. Teploty k hoření se mu tu zajisté nikoli nedostává, vždyť i komínový kouř mívá teplotu až nad 300 stupňů. Jestliže tudíž do této části topeniště zavedeme vzduch, jehož se tu naprosto nedostává, nastane samo sebou spalování kysličníku uhelnatého a využitkuje se tím nejen veškerá tepelná energie, nýbrž předejde se také dřívější nevýhodě, že totiž velmi mnoho nespáleného uhlíku odcházelo buď v podobě kysličníku uhelnatého nebo dokonce v podobě úplně neokysličeného uhlíku jakožto kouř.

Mnohem složitější jest spalovací děj u těch paliv, v nichž se vedle uhlíku ještě nalézají látky jiné, jako vodík, kyslík, dusík, dále nespalitelné látky nerostné, které po spálení zbudou jakožto popel a voda, která v tomto palivu hygroskopicky jest obsažena. Při spalování těchto paliv nastává nejdříve suchá destilace jako při výrobě svítiplynu. Uhlovodíky, které se při tom vyvinují, spalují se nejdříve, a to jejich vodík, při čemž se z nich vylučuje jemně rozptýlený uhlík. Jestliže jest zápalná teplota a zároveň dostatečná zásoba vzduchu, spaluje se uhlík svítivým plamenem. Avšak je-Ii teplota příliš nízká nebo zásoba vzduchu nedostatečná nebo konečně jsou-Ii plyny nevhodným způsobem tak smíšeny, že nemůže nastati dokonalé spalování, vylučuje se uhlík, jenž má nejvyšší teplotu zápalnou, v podobě černého kouře, který pak komínem uchází.

Z těchto úvah plynou podmínky pro zamezení, jak následuje:

1. dostatečná teplota zápalná v topeništi
2. dodávání pak dostatečného množství vzduchu
3. náležité smíšení vzduchu s hořlavými plyny

Bezdýmné spalování nezáleží tudíž v tom, aby se kouř, již snad vytvořený, dostatečně spaloval, nýbrž mnohem spíše v zamezení kouře vůbec, jenž ve správně sestrojeném topeništi ani nepovstává. Jestliže v zadní části topeniště již kouř povstal, nedá se této nesnázi obyčejnými prostředky ani odpomoci, poněvadž vyloučený uhlík by k svému spalování vyžadoval nákladu mnohem většího, nežli by činila úspora, zamezením kouře způsobená. Ostatně není hospodářská ztráta, podmíněná vývojem kouře příliš veliká, pohybuje se mezi 2 a 3 % veškerého paliva, kdežto největší ztráty povstávají unikáním plynů nespálených, ovšem po největší části naprosto neviditelných.

Má-Ii tudíž těmto uvedeným podmínkám býti vyhověno, vyskytují se velmi rozmanitá zařízení topenišť podle rozličného složení paliva.

Nejobyčejnější zařízení našich topenišť nalézá se v kamnech s vahorovným roštem. Pozorujme, jak se věci mají při přikládání nového paliva. Za tím účelem je nutno především otevříti dvířka. V témž okamžiku zavane mocný proud studeného vzduchu do topeniště, vydatně je ochlazuje a odnáší velikou část tepla komínem. Účinek ten stává se tím škodlivějším, čím větší jest průvan a čím déle přikládání trvá. Vedle toho ochlazuje se však topeniště ještě velmi značně studeným uhlím, které se právě přikládá. Současně pak rozestře se krycí vrstva nového uhlí nad starým uhlím žhavým.

A nyní uzavřeme dvířka. Aby další hoření v ničem újmy neutrpělo, bylo by nyní zapotřebí, aby teplota byla co nejvyšší a příchod vzduchu co nejvydatnější. Avšak právě nyní nastává opak toho. Že nastává značné ochlazení, bylo právě dovozeno; avšak i přístup vzduchu jest v tomto okamžiku značně omezen, a to právě zesílenou vrstvou uhelnou. Kromě toho spotřebuje se velmi mnoho tepla ještě k vypaření vody, v uhlí se nalézající.

Těmito všemi nepříznivými okolnostmi stává se pak, že pro nízkou teplotu, pro nedostatečný přístup vzduchu a pro nepřiměřené smíšení plynů nespalují se hojné uhlovodíky, nyní se vyvinující, nýbrž z nich vylučuje se nespálený uhlík v podobě velikého množství černého, dusivého kouře, jenž celé okolí otravuje a znečišťuje.

Má-Ii se tudíž tento kouř zameziti, musí se uvedené škodlivé okolnosti buď úplně odstraniti neb alespoň dle možnosti zmírniti. Ve mnohém může k tomu přispěti již sám dovedný a opatrný topič; ale vedle toho vymyslena a sestrojena jsou mnohá zařízení topiště, která buď topiče podporují nebo dokonce jeho výkon sama přejímají a na díle i samočinně provádějí.

Především jsou tu rozmanitá šoupátka, která se při otevření dvířek samočinně tak postavují, že se přítok vzduchu vždy přizpůsobuje občasné spotřebě vzduchu, při spalování nezbytné.

Jiné zařízení záleží v tom, že se v topeništi samotném umístí zásobárna tepelná, která v době nejvyššího vývoje tepla dostatečnou zásobu tepelnou nahromaďuje a v čas potřeby přebytek tepla odcházejícím hořlavým plynům odevzdává, čímž se nevčasnému vyloučení uhlíku (kouře) účinně předejde. Do této kategorie spadají rozličné žárové klenby a mosty, železné roury plamencové a mříže, žárová tělesa aj. v. Všechna tato zařízení zovou se povšechně přístroji, kouř stravujícími. Avšak všechna tato tělesa, hlavně kovová, trpívají z pravidla tím, že se záhy kazí, a to hlavně tavením kovových částic, těsnější místa pak ucpáváním popela odlétajícího.

Nedostatečný přítok vzduchu napravuje se také tím, že se zmenšený přístup vzduchu roštem nahrazuje svrchním proudem vzduchovým. Jestliže toto zařízení jest tak vhodně sestrojeno, aby povstala přiměřená smíšenina hořlavých plynů se vzduchem, může skutečně dobré služby vykonávať. Avšak blízké jest nebezpečenství, že se s účelem svým mine a jenom k tomu poslouží, že se vyvinutý již kouř rozředí, nikoli však spálením zničí. Regulace svrchního proudu musí proto býti tak přesně provedena, aby se přivádělo jen přiměřené množství vzduchu, nikoli však veliký jeho přebytek; neboť stálým přítokem takového zbytečného přebytku povstaly by veliké tepelné ztráty v topeništi. Případy tyto nejsou vzácností. Při nich vychází z komína sice dosti málo kouře, ale uniká tak veliké množství tepla, že se tím celé zařízení stává velice nehospodárným.

Do řady těchto zařízení počítati musíme také topení s paprskem parním k ssání zevnějšího vzduchu, k míchání jeho s hořlavými plyny a k rozestírání jich po celém topeništi. Takovým jest zařízení Orsivovo, jemuž se pařížskou porotou dostalo pochvalného uznání, takovým jest i rozšířené a mnohonásob osvědčené zařízení Kudliczovo z Buben.

Konečně učiněno jest při mnohých topeništích, zvláště při parních kotlech v továrnách, opatření, aby se při přikládání nemusila dvířka otevírati. Bývá tu zařízena zvláštní zásobárna na uhlí před topeništěm, s níž uhlí přímo na rošt spadá, aniž by současně studený vzduch měl tudy přístupu.

Avšak vedle roštu rovného zavedeny jsou rozličné druhy roštů nakloněných a schodovitých, podél nichž hořící uhlí tou měrou se sešinuje, jakou hoření postupuje.

DOKONČENÍ PŘÍŠTĚ