Titel: Longridge, über verschiedene Gattungen stehender Dampfkessel.
Autor: Longridge, Robert B.
Fundstelle: 1860, Band 157, Nr. XXI. (S. 81–94)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj157/ar157021

XXI. Ueber verschiedene Gattungen stehender Dampfkessel in Bezug auf Heizwerth und Dauer; von Robert B. Longridge in Manchester.

Dem Artizan, Februarheft 1860, entnommen von Hrn. Wedding. – Aus den Verhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleißes in Preußen, 1860 S. 86.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Der Verfasser der nachstehenden Angaben beabsichtigt, den Mitgliedern der Institution of mechanical engineers einige Einrichtungen von stehenden Dampfkesseln, wie sie gewöhnlich für industrielle Zwecke zur Anwendung kommen, in Bezug auf ihren Heizwerth mitzutheilen und einige Bemerkungen über Werth und Unvollkommenheit einer jeden Gattung beizufügen. Die hier zusammengetragenen Daten und daraus gezogenen Schlüsse sind die Frucht langjähriger Erfahrungen, welche der Verfasser in seiner ihn ungemein begünstigenden Stellung zu machen Gelegenheit fand, da sie an 1600 Kesseln gemacht werden konnten.

Tabelle I mit den nach Classen geordneten Kesseln zeigt das numerische Verhältniß derselben zu einander, und kann als Mittelsatz der Verwendung zur Zeit in den größeren Manufactur-Districten Lancashire's und Yorkshire's betrachtet werden.

Tabelle I.

Kofferförmige Kessel 0,4 Proc.
Butterley-Kessel 2,6 „
Cylindrische Kessel ohne innere Feuerröhren 6,0 „
„ „ mit inneren „ 75,0 „
Vielzügige Kessel 2,0 „
Galloway's Kessel 6,5 „
Vielröhrige Kessel 7,5 „
–––––––
100,0

Aus der Tabelle ergibt sich, daß Kessel mit Feuerröhren im Inneren, gewöhnlich cornische Kessel benannt, am meisten vertreten sind, da sie |82| nicht weniger als 75 Proc. aller betragen. Dieses Verhältniß hat Bezug auf alle Kessel, jetzt im Gebrauch, und obgleich bedeutend genug, so würde dasselbe noch erheblicher hervortreten, wenn man auch auf die während der letzten 2 bis 3 Jahre angefertigten Rücksicht genommen hätte, wo sich dann ergeben würde, daß das Verhältniß nicht weniger als 90 Proc. aller in dieser Zeit gemachten Kessel beträgt. Bei diesem so überwiegenden Ueberschuß einer Gattung von Kesseln entsteht allerdings die Frage, ob etwa Kessel mit Feuerröhren im Innern entschiedene Vorzüge haben, oder ob leider nur Nachahmung vorherrscht. Obgleich nicht in Abrede zu stellen ist, daß diese Kessel Vorzüge vor denen, die sie so bedeutend überflügeln, haben, so wird sich doch aus dem Nachstehenden ergeben, daß sie denen der Neuzeit nachstehen.

Aus den gesammelten Daten den genauen Werth der verschiedenen Arten von Kesseln in Bezug auf ihre Befeuerung zu ermitteln, ist überaus schwierig und fast nicht möglich, da für das gewöhnliche Maaß zur Vergleichung die angebliche Leistung der Maschinen nach Pferdekräften genommen wird, was entschieden falsch ist; irgend eine Differenz im Grade der Expansion des Dampfes muß das Resultat in manchen Fällen sehr bedeutend alteriren. Berechnungen nach solchen unsicheren Angaben müssen daher mit großer Vorsicht gemacht werden; da es indessen Interesse haben dürfte, die Menge des Verbrauchs von Brennmaterial pro Pferdekraft in den Manufactur-Districten kennen zu lernen, ist die Tabelle II beigefügt, und in derselben jede Art von Kessel berücksichtigt, indessen von jedem weiteren Versuche, Schlüsse auf ihren Heizwerth, ohne directe Experimente zu machen, Abstand genommen. Da, wo Kessel verschiedener Construction im Betriebe standen, sind sie für die Tabelle nicht in Betracht gezogen, und da dieß häufig in den Anlagen vorkommt, ist die Anzahl der Kessel, welche zur Berücksichtigung kommen, verhältnißmäßig auch gering. Ebenso sind die Kessel außer Betracht gelassen, wenn die Maschinen nicht bezeichnet, oder sonstige Erfordernisse nicht erzielt werden konnten.

Aus der Tabelle II ergibt sich im Allgemeinen Folgendes:

Im Durchschnitt:
nach Pferdekräften
jeder Kessel.
Verbrauch an Brennmaterial
pro Pferdekraft u. Stunde.
9 Butterley-Kessel 106 5,25
8 Kessel ohne Feuerröhren im Innern 39 8,36
476 „ mit „ „ „ 120 4,85
14 „ mit vielen Zügen 139 4,33
74 Galloway's Kessel 123 4,92
40 Kessel mit vielen Röhren 170 3,46
|83|

Die am Schlusse folgende Tabelle III gibt die Verdampfungs-Fähigkeit der verschiedenen Arten von Kesseln an, wie sie aus Versuchen mit denselben unter gewöhnlichen Bedingungen hervorgegangen sind. Die Haupt-Construction der Kessel, womit Versuche angestellt worden, ist auf Taf. II angegeben; sie sind in den Tabellen mit Buchstaben bezeichnet und zwar mit

A. Cylindrische Kessel mit 2 Feuerröhren.
B. „ „ „ 2 „
C. „ „ „ 2 „ Fig. 1 und 2.
D „ „ „ 5 „ 34.
E. Vielzügige Kessel. „ 7 „ 56.
F. Galloway's Kessel.
G. „ „ 7, 8 u. 9.
H. Galloway's Kessel mit vielen Röhren 10 bis 13.
I. Kessel mit vielen Röhren 14 bis 17.

Für die Versuche wurde das Brennmaterial abgewogen und das verdampfte Wasser mit Kennedy's Wassermesser, der nach allen Erfahrungen allen Verlaß gewährt, ermittelt. Die Verdampfungsfähigkeit der verschiedenen Kessel in Tabelle III ist in Pfunden Wasser von 62° Fahrenheit (16°,67 C.) aufs Pfund verbrauchten Brennmaterials angegeben, und zur Erleichterung der Vergleichung jener mit einer gleichen Menge von Wasser von 212° Fahrenheit (100° C.) die besondere Colonne beigefügt. Die Hauptresultate der Tabelle III sind folgende:

Dampfdruck pro Qdrtzoll. über den
Druck der Atmosphäre.
mit 1 Pfd. Brennmaterial Wasser
verdampft von 62° Fahrenh.
mit Kessel A 20 Pfd. 6,09 Pfd.
„ „ B 40 „ 5,95 „
„ „ C 1. Versuch
2. „
55 „
49 „
7,48 „
6,88 „
„ „ D 1. Versuch
2. „
32 „
39 „
6,16 „
6,16 „
„ „ E 40 „ 7,41 „
„ „ F 32 „ 7,35 „
„ „ G 1. Versuch
2. „
40 „
40 „
7,25 „
7,48 „
„ „ H 1. Versuch
2. „
51 „
48 „
8,03 „
7,71 „
„ „ I 1. Versuch
2. „
3. „
60 „
60 „
60 „
8,36 „
7,82 „
8,08 „
|84|

Tabelle IV zeigt die feuerberührte Fläche an Kesseln, womit Versuche gemacht worden, so wie die Rostfläche; hier ist an Fläche nur soviel in Betracht gezogen, als wirklich dampfentwickelnd zu betrachten war. Die Gesammtflächen in jedem einzelnen Fall waren:

am Kessel A. 38 Qdrtfuß. Rostfläche, 590 Qdrtfuß. feuerberührte Fläche,
„ „ B. 35 „ 540 „
„ „ C. 30 „ 463 „
„ „ D. 30 „ 530 „
„ „ E. 52 „ 697 „
„ „ F. 30 „ 499 „
„ „ G. 38 1/2 „ 898 „
„ „ H. 30 „ 599 „
„ „ I. 30 „ 454 „

In der Tabelle IV sind Art und Lage der Heizfläche, nicht allein als Feuerbehälter und Zugoberfläche, sondern auch als convex, concav und vertical, hervorgehoben. Der Werth einer, dem Feuer ausgesetzten Fläche hängt nämlich wesentlich von ihrer Lage zum Feuerherde, der Richtung der Gase von demselben und der Art der Circulation des Wassers im Kessel ab; oder mit anderen Worten: von der mehr oder weniger günstigen Lage der Kesselfläche, Wärme auf- und anzunehmen, und von der Leichtigkeit, mit welcher die Wärme an das circulirende Wasser abgegeben wird. Bei inneren Feuerröhren verzögert die Ablagerung von Staub und Asche vom Brennmaterial sehr bedeutend die Uebertragung der Wärme durch die Bleche: aus diesem Grunde, und bei der ungünstigen Lage der unteren Hälfte cylindrischer Züge, so wie horizontaler Flächen, welche die unteren Seiten von Zügen und Heizkammern bilden, pflegt man dieselben bei der Berechnung der feuerberührten Fläche außer Betracht zu lassen, wie auch in der Tabelle IV stattgefunden. Nach der häufig stattfindenden Beschädigung von Blechen an diesen Theilen des Kessels durch Ueberhitzung läßt sich nur als bestimmt annehmen, daß diese Flächen in so bedeutendem Grade Wärme aufnehmen und steigern, daß dadurch dem Metalle Schaden erwächst. Fände eine angemessene Circulation des Wassers statt, so könnte dem vorgebeugt und Dampf entwickelt werden, indessen wohl schwerlich in angemessener Weise. Horizontale obere Flächen, wie die Decken von Feuerkasten quadratischen Querschnitts und dergleichen Feuerbehälter, sind bisher auch allgemein als am wirksamsten erachtet. Indessen scheint diese Annahme doch zweifelhaft zu seyn, insbesondere für horizontale Flächen von großem Betrage: eine Fläche kann nämlich nur relativ wirksam seyn, je nachdem die empfangene Wärme von dem Wasser aufgenommen wird, und das Maximum der Wirkung wird erreicht, wenn |85| eine Anhäufung von Wärme in den Blechen nicht stattfindet, diese sich vielmehr sofort dem Wasser mittheilt. Es steht außer Frage, daß horizontale Flächen zur Aufnahme von Wärme am geeignetsten sind; wenn aber auch die Wärme vom Wasser aufgenommen und einer Anhäufung von Wärme in den Blechen begegnet wird, so ist der praktische Werth der Fläche für die Dampfentwicklung doch sehr vermindert, und die Beschädigung der Bleche wird rasch befördert; diejenigen Flächen haben daher einen Vorzug, welche bei einer natürlichen guten Lage für die Aufnahme von Wärme auch die größte Leichtigkeit für die Circulation des Wassers gewähren. So lange bei horizontalen Flächen, insbesondere von großer Ausdehnung, die Wasserströmungen gegen die Mitte von der Außenseite oder von Oben, die Mitte selbst nur erreichen können, indem sie dem aufsteigenden Dampf und Wasserströmungen entgegen wirken, müssen sie nothwendig mehr oder minder von ihrer Richtung abgeleitet werden; die Circulation wird dadurch unterbrochen, und nicht allein die Dampfentwicklung geringer seyn als die Flächen bewirken könnten, sondern es muß dieß auch nothwendig die Bleche einer steten Ueberhitzung unterwerfen und sie daher nach kurzer Zeit einer Formveränderung aussetzen oder erheblich beschädigen. Unter diesen Umständen findet gewöhnlich eine Ablagerung von Niederschlägen statt, der die Beschädigungen und Brüche der Bleche, wenn sie eingetreten, zugeschrieben werden; obgleich das Vorhandenseyn von Niederschlägen nur eine verhältnißmäßige Ruhe oder unvollkommene Circulation des Wassers an diesen Stellen bewirkt. Aus diesem Grunde können obere horizontale Flächen, insbesondere von großer Ausdehnung, nicht die wirksamsten, oder doch nicht so wirksam seyn, als in der Regel vorausgesetzt wird; ja sie sind sogar, dem directen Feuer ausgesetzt, in vielen Fällen zu verwerfen. Concav gegen das Feuer und die erhitzten Gase geformte, sowie gerade Flächen, die etwas von der Verticalen abweichen, sind wahrscheinlich die besten und günstigsten, da von diesen der Dampf frei absteigen, und das Wasser leichter mit den, für die Circulation mehr geeignet befindlichen Blechen in Berührung gebracht werden kann; wobei indessen vorausgesetzt wird, daß der Wasserraum nicht zu beengt ist – ein Fehler, dem man sehr häufig in Locomotiv- und Marine-Kesseln begegnet. Diese Bemerkungen werden genügen, um des Verfassers Absicht zu bekunden, wenn er einen Unterschied in den Arten von Feuerflächen an Kesseln, mit denen er Versuche angestellt, gemacht hat; und er wird sich freuen, wenn sie zu weiteren Versuchen Veranlassung geben sollten.

Zur Erläuterung der in der Tabelle III dargelegten Versuche ist Folgendes zu bemerken:

A. Cylindrische Kessel mit zwei Heizröhren. Jeder Versuch mit |86| diesem Kessel dauerte eine ganze Woche lang bei 60 Arbeitsstunden. Das Brennmaterial, welches verbraucht wurde, enthielt auch dasjenige, was jeden Morgen zum Anzünden erforderlich war. Die Verdampfung mit einem Pfund Kohlen ist daher auch geringer, als wenn jeder Versuch nur 6 oder 7 Stunden gedauert hätte, wie dieß der Fall bei anderen Versuchen gewesen.

B. Cylindrische Kessel mit zwei Heizröhren. Der Versuch dauerte auch vier Arbeitstage, unter ähnlichen Verhältnissen wie im Vorhergehenden.

C. Cylindrische Kessel mit zwei Heizröhren nach Fig. 1 und 2. Dieser Kessel, der nur wenige Wochen im Betriebe gewesen, war rein von Niederschlag, was bei einer Vergleichung mit anderen Kesseln beachtet werden muß. Beim ersten Versuch unter zweien hat derselbe im Mittel 12 Stunden gedauert. Die Temperatur im Hauptzuge nach dem Schornsteine betrug etwa 540° Fahrenheit (282° C.) nach Gauntlett's Pyrometer, und die Verdampfung 7,48 Pfd. Wasser mit 1 Pfund Kohlen. Vergleicht man diesen Versuch mit dem ersten mit Galloway's vielzügigem Kessel H, Fig. 10 bis 13, der auch neu und rein von Niederschlag war, so ergibt sich, daß die Verdampfung 8,03 Pfd. Wasser mit 1 Pfd. Kohlen, also nahe 7 1/2 Proc. größer war als bei jenem, während die Temperatur im Hauptzuge nur 416° Fahrenheit (213° C.) betrug, ein Beweis, daß ein größerer Betrag von Wärme von den Gasen während ihrer Bewegung durch die Züge in Galloway's vielzügigem Kessel abgesetzt wurde, weil die Fläche größer und für die Aufnahme besser geeignet war. Ein zweiter Versuch mit dem zweizügigen Kessel C ergibt die Verdampfung während des Verlaufs von 48 Stunden; während der Nacht betrug die Brennmaterialienmenge nur die Hälfte von der am Tage. Die Verdampfung ist erheblich geringer als beim ersten Versuch und betrug nur 6,88 Pfd. Wasser pro Pfd. Kohlen, muthmaßlich aus dem Grunde, daß die Feuerplätze vernachlässigt, und ein Zutritt von Luft zwischen den nicht mit Brennmaterial bedeckten Roststäben stattgefunden. Ein vergleichender zweiter Versuch mit Galloway's Kessel H ergibt ein gleiches Resultat, indem die Verdampfung sich auf 7,71 Pfund Wasser pro Pfund Kohlen verminderte; indeß zeigt auch dieser Versuch, nach welchem die Verdampfung an 12 Proc. mehr als im Kessel C betrug, die Vorzüge dieses Kessels. Da für jeden dieser Kessel dieselben günstigen Bedingungen obwalteten, so bieten sie die beste Gelegenheit zur Vergleichung.

D. Cylindrische Kessel mit fünf Zügen, Fig. 3 und 4. Dieser, mit einem äußeren Feuerplatz versehene Kessel lieferte kein günstiges Resultat, da die Verdampfung nur 6,16 Pfund Wasser pro Pfund Kohlen betrug. Es wurden daher verschiedene Abänderungen in den Abmessungen des |87| Feuerplatzes, in der Art der Lagerung und der Zuführung für die Luft gemacht, um eine vollkommene Verbrennung zu erzielen, aber trotzdem konnte die Verdampfungsfähigkeit nicht vermehrt werden, wie sich dieß aus dem zweiten Versuche der Tabelle ergibt. Vergleicht man diesen mit einem alten Galloway-Kessel F, der unter ähnlichen Bedingungen betrieben wurde, so zeigt sich die Abweichung auffallend, da die Verdampfung 7,35 Pfd. Wasser pro Pfund Kohlen oder nahezu 20 Proc. mehr als in jenem betrug.

E. Kessel mit 7 Zügen, Fig. 5 und 6. Die Verdampfung in diesem Kessel betrug 7,41 Pfd. Wasser pro Pfd. Kohlen oder beinahe ebensoviel, als während des ersten Versuches mit dem neuen zweizügigen, cylindrischen Kessel C erhalten wurde; die Verdampfung pro Quadratfuß Rostfläche war 8 Proc. größer als in dem vielzügigen Kessel, für welchen die Rostfläche 73 Proc., und die Gesammtfläche für die Feuerberührung 50 Proc. größer als am Kessel C war, wie sich dieß aus Tabelle IV ergibt. Die relativen Werthe des Brennmaterials in beiden Fällen sind nicht angeführt, eine Vergleichung aber ermöglicht, indessen wird der vielzügige Kessel E sich als vortheilhafter herausstellen.

F. Galloway's Kessel ist bereits erwähnt und mit dem cylindrischen 5 zügigen Kessel D verglichen.

G. Galloway's Kessel, Fig. 7, 8 und 9. Bei dem ersten Versuche, während dessen Kohlen der untergeordnetsten Art verbrannt wurden, betrug die Verdampfung 7,25 Pfd. Wasser pro Pfd. Kohlen oder 3 Proc. weniger, als in dem neuen 2zügigen, cylindrischen Kessel C während des zweiten Versuchs; beim weiteren Versuch mit einer besseren Gattung Kohlen scheint die Verdampfungsfähigkeit indessen bei beiden Kesseln gleich zu seyn. Der Kessel G hatte leider mehrere Jahre im Betriebe gestanden, und seine Verdampfungsfähigkeit durch Niederschläge auf den Blechen gelitten; berücksichtigt man den Grad der Verdampfung pro Quadratfuß Rostfläche und Stunde, so zeichnet er sich vor allen anderen Kesseln der Tabelle aus.

H. Galloway's vielzügiger Kessel, Fig. 10 bis 13. Dieser Kessel ist bereits mit dem neuen zweizügigen Kessel C verglichen worden, und seine Vorzüge selbst gegen Galloway's Kessel G sind augenscheinlich.

I. Vielzügiger Kessel, Fig. 14 bis 17. Nach dem ersten Versuche zu urtheilen, übertrifft dieser Kessel an Verdampfungsfähigkeit alle anderen Kessel, da er 8,36 Pfd. Wasser mit einem Pfd. Kohlen verdampfte. Da indessen die Kohlen von besserer, ja vielleicht der besten Gattung in Lancashire waren, so möchte der Vorzug dieses Kessels doch nicht ganz so groß seyn, als es im ersten Augenblicke erscheint. Die Construction ist unstreitig |88| gut; berücksichtigt man aber, daß der vielzügige Galloway-Kessel H mit einer viel geringeren Gattung Kohlen beinahe dieselbe Verdampfungsfähigkeit gezeigt hat, so ist es sehr wahrscheinlich, daß der letztere mit gleichen Kohlen auch noch mehr würde geleistet haben. Zu bemerken ist indessen, daß die Verdampfungsfähigkeit pro Quadratfuß Rostfläche im Kessel i bedeutend höher ist. Die Versuche 2 und 3 mit diesem Kessel dauerten während zweier auf einander folgenden Wochen; vergleicht man sie mit den wöchentlichen Versuchen mit dem zweizügigen cylindrischen Kessel A, so ergeben sich Vorzüge, da die Bedingungen dieselben waren, mit Ausnahme des Dampfdrucks und der Gattung der Kohlen.

Was nun weiter die Zweckmäßigkeit und den Werth jeder Kesselart, so wie ihre Fehler betrifft, so ist Folgendes zu bemerken:

Der kofferförmige Kessel verschwindet schnell in Lancashire so wie in Yorkshire, da er für eine gesteigerte Dampfspannung, die immer mehr und mehr zur Anwendung gelangt, ungeeignet ist. Es möchte daher nicht nöthig seyn, auf die Construction dieses Kessels einzugehen, wohl aber zu bemerken bleiben, daß die dem Feuer dargebotenen concaven, so wie die verticalen gebogenen Flächen für die Aufnahme der Wärme ganz besonders geeignet sind. Die Lagerungsstellen des Kessels erheischen dagegen häufiger Reparaturen, da hier eine unvollkommene Wassercirculation stattfindet, woraus Bruch, Leckwerden und Rosten der Bleche erfolgt.

Der Butterley-Kessel, der Gestaltung des Feuerbeckens folgend, unterliegt denselben Gebrechen; für geringe Dampfspannung ist er indessen dem cylindrischen Kessel ohne Feuerrohr vorzuziehen.

Der cylindrische Kessel ohne Feuerrohr ist wegen seiner großen Festigkeit und wegen seiner einfachen Construction für den Gebrauch im Allgemeinen empfehlenswerth; in Bezug aber auf Materialienverbrauch zur Befeuerung eben nicht in besonderer Gunst. Er wird daher auch nur für Bergbau und Hüttenwerke, wo der Werth des Brennmaterials eben nicht sehr in Betracht kommt, angewendet. Der Hauptfehler dieser Art von Kesseln besteht in der Zerstörung der Bleche über dem Feuer; indessen ist dieß mehr eine Folge der Aufstellung, da zu wenig Höhe der Unterfläche des Kessels über dem Feuerplatze oder der Feuerbrücke gegeben wird, wodurch beim intensiven Feuer auch die besten Bleche einer Beschädigung unterliegen müssen. Man hat verschiedene Anordnungen für solche einfache, cylindrische Kessel getroffen, um eine Brennmaterialienersparniß zu erzielen, jedoch mit geringem Erfolg: hierher gehören die Kessel von Woolf und den Franzosen. Sie scheinen sich aber nicht besonders zu empfehlen, und es möchte daher überflüssig seyn, weiter auf dieselben einzugehen, und höchstens zu bemerken bleiben, daß bei dem |89| französischen Kessel eine große Fläche der Feuerberührung, fast die ganze der tiefergelegenen Röhren, in denen Wasser befindlich, dargeboten wird.

Da indessen die Siederöhren mit dem Kessel nur durch zwei oder drei Rohrstücke verbunden sind, so ist es einleuchtend, daß die Circulation des Wassers gestört ist. Der in jenen entwickelte Dampf findet keinen rechten Ausgang, stopft sich und gibt Veranlassung, daß die oberen Bleche überhitzt werden und, da sie nicht von Wasser gefüllt sind, reißen; eben so reißen auch die Bleche im Boden in Folge unzureichender Wasser-Circulation und verursachen häufige und kostbare Reparaturen. Sie sind dem Ueberkochen überdem unterworfen, auch in Folge der Hindernisse, welche die Dämpfe beim Aufsteigen aus den Siederöhren finden, und man hat daher ermittelt, daß die Dampfentwicklung in denselben eine intermittirende war, wobei viel Wasser mit fortgerissen wurde. Um diesem Uebelstande zu begegnen, und den auf- und absteigenden Wasserströmungen unbehinderte Bewegung zu gestatten, hat man in einigen Fällen Bleche oder Röhren angebracht, aber dadurch bessere Resultate zu erzielen nicht ermöglicht, so daß diese Kessel, obgleich in Frankreich viel benutzt, in hiesiger Gegend weniger Verwendung finden.

Der cornische oder cylindrische Kessel mit inneren Feuerröhren ist, nach Tabelle I der am häufigsten in Lancashire und Yorkshire benutzte. Er ist einfach in der Herstellung und gestattet mit Leichtigkeit Reinigung und Reparatur; andererseits hat er aber bedeutende Fehler, von denen der einer unvollkommenen Wasser-Circulation und Schwäche in den Röhren der bedeutendste ist. Der erstere veranlaßt ungleiche Ausdehnung, gewaltsames Strecken der Winkel und nur zu häufig Reißen der Bleche, der andere aber leider häufig Explosionen. Bei Feuerröhren, welche das Feuer selbst enthalten, ist die Festigkeit desto größer, je kleiner ihr Durchmesser, desto unvollkommener aber auch die Verbrennung, da die Bleche durch das Brennmaterial und die Gase abgekühlt werden. Bei großen Feuerröhren ist, wie sich auch aus Fig. 2 ergibt, der Raum S, S zwischen Außenkessel und Feuerrohr sehr gering; die aufsteigenden Strömungen von dem unteren Theile der Röhren, welche der Einwirkung des Feuers unterliegen, und von dem Außenkessel, müssen nothwendig den absteigenden hinderlich seyn, und in manchen Fällen, wenn der Raum sehr gering ist, sie sogar ganz aufheben, woraus wieder folgt, daß die Temperatur-Differenz zwischen der unteren und oberen Fläche des Kessels, namentlich dann, wenn der Dampf zuerst entwickelt wird, sehr erheblich seyn, und daraus ungleiche Ausdehnung, Lecken in den Winkeleisen, und nur zu häufig Reißen der Bleche in der Mitte der unteren Fläche entstehen muß. Dieß scheint durch ein sich wiederholendes Recken und Nachlassen dieser |90| Theile veranlaßt zu werden. Ist der Kessel leer, so wird er durch das Gewicht der Feuerröhren, die nur an ihren Enden Unterstützung haben, gespannt, ist er in Thätigkeit, so erfolgt die Spannung in entgegengesetzter Richtung in Folge der schwankenden Bewegungen des Wassers auf den Röhren und des Druckes an den Enden. Um dem zu begegnen, hat man angefangen, das Rohr in der Mitte durch ein Stehblech, welches durch Winkeleisen mit den Röhren und dem Außenkessel verbunden ist, zu unterstützen, und ist diese Anordnung kürzlich fast allgemein geworden, seitdem durch die neuesten Versuche von Fairbairn und dem Verfasser bewiesen worden, daß die Festigkeit solcher Röhren mit ihrer Länge abnimmt. Die beste Art der Verstärkung solcher Röhren möchte die von Adamson mit geflügelten Ringen, nach Fig. 17, seyn. Außer der Thatsache, daß innerhalb gewisser Grenzen die Festigkeit cylindrischer Röhren sich umgekehrt wie ihre Längen verhält, ist hierüber wenig bekannt. Die größte Festigkeit der Röhren unterliegt noch Schwankungen, da Röhren von 3 Fuß Durchmesser, aus 3/8zölligem Blech bestehend und 30 Fuß Länge nicht überschreitend, Jahre lang einem Dampfdruck von nicht weniger als 65 Pfd. pro Quadratzoll unterlegen haben, während andere von geringerem Durchmesser und gleicher Blechstärke, aber kürzer in Länge, daher scheinbar von größerer Festigkeit, bei geringerem Druck zusammengedrückt wurden. Die angestellten Versuche haben bereits Erfolge erzielt, sind indessen in Bezug auf absolute Stärke der Röhren, und zwar, wenn irgend eine Abweichung von der cylindrischen Form stattfindet, noch nicht abgeschlossen.

Der vielzügige Kessel kann als Uebergangsstufe zwischen cornischem und vielröhrigem Kessel erachtet werden, und bietet den Vortheil größerer Festigkeit in den Röhren und einer ökonomischeren Benutzung des Brennmaterials, als jener gewährt.

Der Galloway-Kessel ist in einer Beziehung allen anderen Kesseln vorzuziehen, namentlich darin, daß er mit Hülfe der verticalen Röhren in den Feuerröhren eine bessere Wassercirculation gestattet und die Wärme so schnell abgibt, als die Flächen, gegen welche die erhitzten Gase einwirken, dieselbe empfangen. Es herrscht daher in der ganzen Wassermenge eine gleiche Temperatur vor, und ein so construirter Kessel ist nicht den verschiedenen, durch ungleiche Ausdehnung erzeugten Einwirkungen unterworfen, wodurch nur zu häufig Leckwerden und Bruch der Bleche an der unteren Fläche cornischer und vielzügiger Kessel erzeugt wird. Man hat zwar Ausstellungen gegen die ovale Form der Röhren, als zu schwach, gemacht, aber die Stehröhren gewähren für nicht zu hohe Spannungen hinreichende Stärke und, wenn auch noch die Röhren selbst |91| durch umgelegte Ringe verstärkt werden, so dürften sie gewöhnlichen Anforderungen wohl entsprechen.

Der vielzügige Kessel, angeblich ökonomisch in Bezug auf Brennmaterial, ist doch im Mißcredit wegen der häufigen Reparaturen, die er veranlaßt, und wegen der Schwierigkeit, ja Unmöglichkeit, ihn von Niederschlägen ordentlich reinigen zu können. Ohne äußere Züge ist er dem Lecken, und die unteren Bleche dem Rosten unterworfen. Man hat diesem Uebelstande zwar dadurch zu begegnen versucht, daß man Rückfeuerzüge unterhalb angeordnet und eine mehr sich gleich bleibende Temperatur im Kessel zu erzielen gesucht hat, indessen den Zweck, wie erwähnt, nicht erreichen können, weil wegen Mangels einer ordentlichen Circulation des Wassers eine ungleiche Ausdehnung der unteren und oberen Theile des Kessels verblieb. Bei der Schwierigkeit, die Sinkstoffe aus dem Kessel zu entfernen, lagern sich dieselben nach und nach stark ab, bilden eine compacte Masse, behindern den Zutritt von Wasser an die Röhren und gefährden ihre Wirkung und Dauer. In den meisten Fällen sind die Feuerröhren zu lang, und ein bedeutender Theil der Länge ohne allen Nutzen für die Dampfentwicklung, da die Gase beim Eintritt in die Röhren einen großen Theil ihrer Wärme an die Flächen abgeben, mit welchen sie zuerst in Berührung kommen, und dann in abgekühltem Zustande mit der Röhre in Berührung bleiben und daher die Uebertragung der Wärme der in der Mitte befindlichen heißeren Gase bedeutend schmälern. Man hat daher in der Neuzeit die Länge der Röhren erheblich vermindert, und zwar mit Vortheil. In dem Galloway-Kessel sind die kleinen Röhren nur kurz und selten 3 Fuß überschreitend.

Der Verfasser hat es nicht für nothwendig erachtet sich auch mit der Verbrennung, obgleich so innig verwandt mit der Nutzung des Brennmaterials, zu befassen, da dieser Gegenstand von Anderen ausführlich behandelt worden ist. Bei den Versuchen ist auf Vermeidung von Rauch kein besonderer Werth gelegt; die Art der Befeuerung war die gewöhnliche, und eine bemerkenswerthe Rauchentwicklung nicht vorhanden. Die Luft wurde meist durch die Schürthüren zugeführt, mit Ausnahme am Kessel G von Galloway, an welchem sie durch die Rostthüre zugeleitet wurde. Daß die Verbrennung eine vollkommene gewesen, soll nicht behauptet werden, wie denn die Tabellen den absoluten Werth des verbrauchten Brennmaterials auch nicht angeben.

Es ist außer Zweifel, daß die Fortschritte in der Construction der Dampfmaschinen und der ökonomischen Benutzung des Dampfes durch Expansion seit einigen Jahren sehr erheblich gewesen sind, indessen hat ein gleicher Fortschritt in der Construction der Dampfkessel nicht stattgefunden, und eine wissenschaftliche Untersuchung in dieser Abtheilung der Ingenieurwissenschaft hat sich an den gegenwärtig im Gebrauch stehenden Dampfkesseln eben nicht documentirt. Der Verfasser kann die Hoffnung nicht unterdrücken, daß, so unvollkommen auch seine gegenwärtigen Mittheilungen seyn mögen, sie doch dazu beitragen dürften, von den Mitgliedern der Gesellschaft weiter fortgesetzt zu werden und schließlich zum Wohle der Gewerbtreibenden praktische Beiträge zu liefern.

|92|

Tabelle II.

Kohlenverbrauch für verschiedene Kessel.

Textabbildung Bd. 157, S. 92
|93|

Tabelle III.

Leistung verschiedener Dampfkessel für Dampfentwickelung.

Textabbildung Bd. 157, S. 93
|94|

Tabelle IV.

Heizflächen an verschiedenen Kesseln.

Textabbildung Bd. 157, S. 94
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