Titel: H. Gollner, über Dampfkessel.
Autor: Gollner, H.
Fundstelle: 1888, Band 269 (S. 440–454)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj269/ar269106

Ueber Dampfkessel; von Prof. H. Gollner in Prag.

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 22 und 23.

Im Folgenden sollen die auf dem Gebiete des Dampfkesselbaues sich ergebenden fortschrittlichen Neuerungen zusammengefaſst und einer eingehenden Besprechung unterzogen werden. Neuerungen, welche zugleich auch als Verbesserungen, Vervollkommnungen, ferner als Ausbildungen gegebener älterer Constructionen anzuerkennen sind, sind nach mehreren Hauptrichtungen zu verzeichnen. Die zahlreichsten Neuerungen sind, wie vorauszusehen, auf dem Gebiete der Kesselformen und der hierdurch bedingten constructiven Einzelheiten derselben wahrzunehmen, nachdem die Beschaffungs- wie Betriebsverhältnisse eines Kessels so auſserordentlich verschieden sein können und auch thatsächlich sind, und daher eine einheitliche Kesselform völlig undenkbar ist. Nicht minder zahlreich und sehr bemerkenswerth sind die auf dem Sondergebiete der „Sicherheitsarmaturen“ nachweisbaren Vervollkommnungen |441| der einzelnen hierher gehörigen Apparate und Einrichtungen, welche von mehreren bewährten Firmen in der mechanisch vollkommensten Weise ausgeführt und in der Kesselpraxis verwendet werden. Desgleichen sind gerade für Sonderfälle hinsichtlich Form und Betrieb von Dampfkesseln fortschrittliche Neuerungen auf dem Gebiete der Kesselfeuerungen zu verzeichnen, welche in erster Linie den Zweck verfolgen, die Betriebskosten der Kesselanlagen zu vermindern, d. i. eine möglichst vollkommene Ausnutzung des Brennstoffes zu sichern.

Die zahlreichen Bestandtheile der sogen. Heizarmatur, gewisse Nebeneinrichtungen zum Zwecke der Wasserreinigung, ferner betreffend die Wasservorwärmer, Oeconomiser u.s.w., können auch in eine besondere Gruppe zusammengefaſst werden, um die auf diesem sehr wichtigen Gebiete gefundenen Neuerungen zur übersichtlichen Darstellung zu bringen.

Den Schluſs des folgenden Berichtes sollen jene Mittheilungen bilden, welche sich auf die Methoden der praktisch-wissenschaftlichen Untersuchung von Dampfkesseln, sowie auf die für dieselben nothwendigen und maſsgebenden instrumentalen Einrichtungen beziehen.

„Ueber die neueren Kesselsysteme“ berichtet R. Flimmer in Uhland's technischer Rundschau, 1887 Nr. 5. Es wird hierbei insbesondere auf die „combinirten Cornvall- und Röhrenkessel“ Rücksicht genommen und deren Verwendung als Groſskessel für den groſsen Fabriksbetrieb (Zucker-, Spiritusfabrikation, Brauereien, chemische Groſsindustrie) in Betracht gezogen. Die dargestellten Kesseltypen beziehen sich auf jene, welche unter den Namen Piedbeufkessel, Tischbeinkessel und deren Abarten bekannt sind. Zu der von R. Flimmer gelieferten kritischen Besprechung der erwähnten Kesseltypen, welcher, übrigens bekannte, Einzeleinrichtungen für die Erhaltung des doppelten Wasserspiegels (Ober- und Unterkessel), der sicheren und rationellen Speisewasserzuführung, Einmauerung u.s.w., beigeschlossen sind, wäre aber noch der entschiedene Nachtheil der combinirten Kessel nach Piedbeuf-Tischbein, nämlich die Schwierigkeit der Erhaltung eines dichten Mauerwerkes, anzuschlieſsen. Die Höhe der Mauerausführung für die bezeichneten Kesselformen als Groſskessel erreicht 5 bis 7m. Mit Rücksicht auf die sehr verwickelte Einmauerungsweise dieser Kessel ist die Standfestigkeit der vier umschlieſsenden Hauptmauern trotz reichlicher Verankerungen nicht befriedigend und, unterstützt durch das sogen. Treiben des Ober- und Unterkessels, eine Zerklüftung derselben nicht zu vermeiden.

Referent hatte Gelegenheit, diese Thatsache und deren Folgen für den Wirkungsgrad in mehreren Fällen sicherzustellen. Bei sonst sachgemäſs construirten Dampfkesseln obigen Systemes konnte nur ein Güteverhältniſs von 62 Proc. (Unterfeuerung), von 64 Proc. (Innenfeuerung) erzielt werden, obschon die Anstrengung der Heiz- und Rostfläche geeignet war, eine wirthschaftliche Kesselanlage zu liefern.

|442|

Die von R. Flimmer, betreffend die Einmauerung derselben Kessel, gemachten Bemerkungen sind vollkommen sachgemäſs und beachtenswerth.

Die ungünstigen Erfahrungen mit der Anordnung des Röhrenkessels über den Cornvall-Kessel wegen Undichtheit des Mauerwerkes führten zu einer entschieden verbesserten Anordnung, welche durch die Verbindung des Cornvall- (oder Walzenkessels) mit dem Röhrenkessel in der Richtung ihrer Längsachsen gekennzeichnet ist. (Erste Böhmisch-Mährische Maschinenfabrik in Wysoczan.)

Es sei noch bemerkt, daſs für Groſskessel in neuerer Zeit wieder auf das einfach klare System des gewöhnlichen Röhrenkessels zurückgegriffen wird, welches selbst für hohe Kesselspannungen (bis 11at) und Heizflächen von rund 130qm zur Anwendung kam. (Prager Maschinenbau-Actien-Gesellschaft.)

Der in der Maschinenbauanstalt derselben Gesellschaft bereits in Betrieb stehende Dampfkessel für 11at Betriebsspannung erhielt nach den Fig. 1 und 2 bei 2m,0 Durchmesser 4m,0 Länge; in den zum Theile ebenen Rohrböden waren 116 Rauchrohre von 80mm lichtem Durchmesser derart gelagert, daſs diese als Versteifungen der ersteren ausgenutzt werden konnten. Die beiden Böden des cylindrischen Hauptkessels wurden nach Fig. 1 auſserhalb der erwähnten ebenen Flächen (zur Lagerung der Rauchrohre) nach Cylinderflächen ausgebildet und nur in den Uebergangsflächen zum cylindrischen Walzenkessel mit kräftig entwickelten Borden versehen. Der Kessel ist nach Fig. 1 mit einem Dampfdome ausgerüstet, und erhält einen elliptischen Fahrstutzen, sowie einen conischen Blechstutzen (zur Anbringung der Wasserstandzeiger) mit kreisförmigem Querschnitte. Bemerkenswerth ist auch die angewendete Verbindung der Rauchrohre mit dem rückwärtigen wie vorderen Rohrboden. Die Wandstärke des Walzenkessels wurde bei Anwendung von weichem Fluſseisen als Constructionsmaterial mit 18mm, die Stärke der Rohrböden mit 26mm bemessen.

Die Ausführung der cylindrischen Rohrböden auſser dem Bereiche der beiden ebenen Rohrfelder sichert die Ersparung jedweder Versteifung der ersteren mit dem Walzenkessel unter der Voraussetzung, daſs die Rauchrohre selbst zur Versteifung der ihnen zur Lagerung dienenden ebenen Flächentheile der beiden Rohrböden sicher ausgenutzt werden, und ist daher als ein wesentlicher praktischer Vortheil zu erkennen.

Ueber eine bemerkenswerthe Neuerung im Schiffskesselbaue berichtet Engineering, 1887 Bd. 43. Sie bezieht sich auf Kemp's Ausführungen zur Verwerthung der hohen und niederen Temperatur der Heizgase. Die bezüglichen Einrichtungen sind auf dem für den Frachtentransport bestimmten gepanzerten Schraubendampfer „Bléville“ ausgeführt und durch die Firma Alex. Stephen und Sohn in Glasgow geliefert worden. Das Schiff besitzt eine Tragfähigkeit von 3800t und ist |443| mit Wasserballast ausgestattet. Die Maschine ist ein Triple-Expansionsmaschine mit einer dreifach gekröpften Welle; die Betriebsspannung der Dampfkessel, welche nach den Fig. 3 und 4 den „Rückkehr-Heizrohrtypus“ zeigen, erreicht 11at,25. Die Hauptdimensionen dieser Kessel sind: Durchmesser des Mantelkessels 3m,22; Länge des Kessels 3m,0; Durchmesser der beiden Flammrohre 1m,0; Heizfläche des Kessels 164qm,5; Rostfläche 6qm,5. Im Fuchse jedes der Dampfkessel ist ein System von 2m,74 langen und 51mrn weiten Röhren eingebaut, durch welche das Speisewasser zu strömen hat, bevor es von der Luftpumpe in den Kessel selbst gelangt. Die Oberfläche dieses Rohrsystemes bietet eine Vorwärmfläche von 315qm,5. Die Anordnung dieser Rohre ist aus den Fig. 3, 4 und 5 sofort ersichtlich. Die in der Rauchkammer liegenden Rohre sind in vier Gruppen getheilt, deren zwei unterste Gruppen zunächst der vorderen Rohrwand angeordnet sind. Die Enden dieser Rohre sind nach Fig. 5 in Stahlplatten geschraubt, welche wieder durch derart gerippte Guſsstahlmäntel gedeckt sind, daſs eine regelmäſsige Wassercirculation erreicht wird. Das vorzuwärmende Wasser tritt an einer Seite der obersten Rohrgruppe ein, flieſst durch eine senkrechte Rohrreihe, kehrt durch die nächste zurück u.s.w., bis es die Endreihe erreicht. Von da gelangt es durch ein Verbindungsrohr zu der benachbarten unteren Rohrgruppe und tritt nach Zurücklegung eines ähnlichen Weges in den Hauptkessel (Fig. 4). Bei der angeordneten Gas- und Wassercirculation ist das Prinzip des Gegen- und Parallelstromes gleichzeitig durchgeführt. Das dem Vorwärmer zugeführte Speisewasser von 49° tritt an der kältesten Stelle der Rauchkammer, in welcher eine Temperatur von 149° herrscht, ein und erwärmt sich bis auf 182° an der Stelle des Vorwärmers, welcher von Rauchgasen umströmt wird, deren Temperatur 343° beträgt. Der Leitungswiderstand des Wassers im Bereiche des Vorwärmers betrug 0at,3.

Zum Zwecke der Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Kessel im Bedarffalle (Forcirung der Maschine, schlechte Kohle) ist noch im Fuchskanale des Dampfkessels ein Ventilator angeordnet, welcher 1m,8 Durchmesser hält und von einer kleinen, im Maschinenraume gelegenen Dampfmaschine (W. H. Allen und Comp. in London) bethätigt wird; der Ventilator vermochte bei 500 Umdrehungen in der Minute eine Depression von 53mm Wassersäulenhöhe zu erzeugen, während für den normalen betrieb eine solche von 13 bis 19mm als ausreichend befunden wurde. Eine besondere Klappe vermittelte den Betrieb der Kessel mit natürlichem Luftzuge.

Es sollen noch einige Daten angeschlossen werden, aus welchen die Wirthschaftlichkeit des Kessel- bezieh. des Maschinenbetriebes sicher gestellt werden kann.

Normaler Betrieb; natürlicher Luftzug für die Dampfkessel; Zahl der Umdrehungen der Maschinenwelle in 1 Minute: n = 60; Fahrgeschwindigkeit |444| V = 19km,5; Kohlen verbrauch für zwei Kessel 11t,4 für 1 Tag, wobei jene Brennstoffmenge, welche dem für Steuerungszwecke verwendeten Dampfgewichte äquivalent ist, nicht berücksichtigt wurde.

Bei Verwendung nur eines Kessels wurde eine Depression in der Rauchkammer von 26mm eingestellt und eine Fahrgeschwindigkeit von 18km,5 in der Stunde erreicht; für Einstellung des natürlichen Luftzuges lieferte derselbe Kessel genügend Dampf zur Erreichung einer Fahrgeschwindigkeit von 15km,75 für die Stunde. Beim Betriebe beider Kessel mit mäſsig forcirtem Luftzuge wurde eine indicirte Leistung der Maschine von 1223 bei n = 70 in der Minute erreicht und konnte eine Fahrgeschwindigkeit von 21km,3 auf die Stunde eingehalten werden. Bei forcirtem Luftzuge im Fuchse der Dampfkessel stieg die Temperatur der abziehenden Heizgase zunächst der Rohrwand auf 565°, zunächst der obersten Vorwärmrohre auf 177°. Die Ueberfahrt von Havre nach Clyde forderte einen Kohlenverbrauch von 10t,5 in 24 Stunden (Scotchkohle) bei einer Fahrgeschwindigkeit V = 18km,5 in der Stunde.

Der Patentbericht des Engineering (Patent Nr. 13588 vom 23. Oktober 1886 6d) enthält Angaben über den Dampfkessel von S. P. Wilding in London (T. Lammine in Mülheim a. Rh.). Dieser Röhrenkessel (Fig. 6) ist in folgender Weise eingerichtet: Der obere Theil des Flammrohres B ist von einer gröſseren Anzahl von engen Siederöhren (Wasserrohren) F durchsetzt, welche mit dem rückwärtigen Ende in der Wand W der Umkehrkammer C gelagert sind, deren vorderes Ende seine Lagerung in der Abschluſswand der vorderen Kammer B1 findet; von B1 steigt der gebildete Dampf durch H in den Dampfsammler D auf, welcher den aus G austretenden Heizgasen ausgesetzt ist. Die Rohrwand W1 der Umkehrkammer C nimmt wieder eine Partie enger Rauchrohre G auf, welche – wie schon erwähnt – im vorderen Boden des Mantelkessels ihre Lagerung finden. Die Umkehrkammer C ist durch zwei Stutzen E mit dem hinteren Boden desselben Mantelkessels fest verbunden. Die Führung der Rauchgase ist aus der Richtung der eingezeichneten Pfeile zu ersehen. Es erscheinen bei diesem Kessel die Wasser- und Rauchrohre geschickt in Verwendung gebracht; erstere für die höheren, letztere für die niederen Temperaturen der Rauchgase. Die wirksame Innenfeuerung der Kesselanlage ist ein entscheidender Vortheil derselben, desgleichen die Verwerthung der abziehenden (aus G tretenden) Rauchgase zur Trocknung des Kesseldampfes; die entwickelten Wände W und W1 der Umkehrkammer C werden durch die Wasser- bezieh. Siederohre entsprechend abgesteift und W noch durch E gesichert; sämmtliche Feuerzüge sind sogen. Innenzüge, daher die Wärmeverluste durch schädliche Strahlung nach auſsen verhältniſsmäſsig gering.

Revue universelle, 1885 Bd. 17, berichtet über einen Groſskessel unter dem Titel „Neuer Dampfkesseltypus mit Auſsenfeuerung und schrägem |445| Roste“. Der in den Fig. 7 bis 12 dargestellte Kessel (sammt Roststabanordnung) besteht aus 9 Walzenkesseln mit einem untergelegten Querkessel; die erwähnten Walzenkessel sind in drei Gruppen zu je drei Kessel getheilt, welche in der aus Fig. 7 und 8 ersichtlichen Weise neben und über einander angeordnet sind. Die in die zwei unteren Horizonte gelegten Walzenkessel erhielten 640mm, die drei obersten Kessel je 800mm Durchmesser; die in den drei Horizonten gelegenen Walzenkessel sind durch Stutzen mit einander verbunden. Die Walzenkessel b des mittleren Horizontes werden noch durch drei Stutzen mit dem Querkessel d in Verbindung gebracht, unter welchem die Feuerungsanlage angeordnet ist. Diese besteht aus dem schrägen Planroste o, unter dessen besonders ausgebildeten Roststäben ein Wasserbecken q angeordnet ist; die Abfallproducte der Verbrennung lagern sich auf der Platte r. Behufs sicherer Zuführung des Speisewassers nach d ist das Speiserohr e eingebaut. Die Führung der Rauchgase ist aus den Richtungen der eingezeichneten Pfeile zu erkennen. Die primäre Verbrennungsluft wird vorgewärmt. Die kalte Luft tritt durch den Kanal a1 ein, bestreicht die erhitzten cannelirten Platten v, welche zur Deckung des Zuges III dienen und die durch Sand gegen die rinnenförmigen Querstege z gedichtet sind, streicht weiter durch zwei Seitenkanäle b1 und c1 und gelangt dann erst – entsprechend vorgewärmt – als Verbrennungsluft zur Verwendung. Die in den Fig. 9 bis 12 dargestellten Roststäbe werden nach Guzzi an den hoch entwickelten Seitenflächen cannelirt, um durch die Unterbringung und Ausnutzung einer möglichst groſsen Kühlfläche das „Werfen“ der Roststäbe zu verhindern. Guzzi kritisirt mit Recht die häufig genug nachweisbare Vernachlässigung der Erfahrung, daſs die Erhaltung der Roststäbe, d.h. die Verhinderung ihres Erglühens von dem Verhältnisse der seitlichen Begrenzungsfläche derselben zur Rückenfläche oder von dem Verhältnisse der Höhe zur Rückenbreite des Roststabes abhängig ist. Um diesen Verhältniſswerth möglichst hoch zu erhalten, schlägt Guzzi vor, die erwähnten Seitenflächen cannelirt bezieh. die Höhe der Roststäbe möglichst groſs zu wählen. Eigenartig ist noch die Zuführung des Speisewassers angeordnet, bei welcher noch eine Verbesserung des Speisewassers durch Ausscheidung gewisser mineralischer Substanzen, wie der Sulfate und Carbonate, erreicht wird. Diese Ausscheidung erfolgt eigenthümlicher Weise während des Transportes des Speisewassers durch den Dampfraum der Walzenkessel c. Zu diesem Zwecke sind in den Dampfräumen der drei Walzenkessel c je zwei Längsrinnen k und l angeordnet, welche bezieh. mit den aus der Fig. 7 ersichtlichen Kammern m und n in Verbindung stehen. Das Speisewasser tritt bei j in den Walzenkessel c ein und nach Durchflieſsen der Rinnen k und l aus der Kammer n in den Wasserraum von c. Dieses Verfahren gründet sich auf die Thatsache, daſs die Löslichkeit der Sulfate im Speisewasser mit der Zunähme |446| der Temperatur desselben von einer bestimmten Temperatur an abnimmt und bei 160° schon sehr gering ist. Bei Anwendung obigen Apparates scheiden sich die Sulfate bei den erreichten höheren Temperaturen des Speisewassers auf dem Wege längs den beiden Rinnen k und l als weiſses Pulver aus; auf ähnliche Weise wird auch das Bicarbonat gewonnen, welches bei etwa 100° unlöslich wird. Diese Methode soll sich auf Grund einer mehrjährigen Erfahrung bewährt haben.

Als Vortheile dieser Kesselanlage sind hervorzuheben: 1) einfache, billige Herstellung der Kesselgruppen a, b und c; 2) reichliche und werthvolle Verdampffläche bei beschränkten Raumverhältnissen für die Anlage; 3) Sicherung der Wasser- und Rauchgascirculation; 4) wirthschaftliche Verbrennung durch Anwendung und Ausnutzung einer Ten-Brink-Feuerung mit vorgewärmter Verbrennungsluft; 5) Vorwärmung der Verbrennungsluft; 6) rationelle Reinigung (Verbesserung) des Speisewassers.

Industries vom 29. Oktober 1886 berichten über einen Dampfkessel mit Heiſsluft-Feuerung nach dem Patente von Ed. Albin und Comp. zu Straſsburg (Fig. 13 und 14). Der Kessel ist als gewöhnlicher Röhrenkessel gebaut und bietet hinsichtlich seiner Construction nichts Neues. Von Interesse ist die Feuerungsanlage, welcher kräftig vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt wird. Der Rost AB ist ein Treppenrost, welchem der kleine Schlackenrost C am unteren Theile angeschlossen ist. Unterhalb des erwähnten Treppenrostes und parallel zu diesem ist der gleich breite Heiſsluftvertheiler DE, um den Schildzapfen F drehbar (mittels Haspel K), angeordnet. Durch Drehen von DE wird die völlige Reinigung des Rostes sammt des Hilfsapparates erzielt. Die kalte Verbrennungsluft tritt durch die regulirbaren Spaltschieber M ein, streicht durch die Seitenkanäle L und gelangt in der Richtung der Pfeile hauptsächlich durch den Vertheiler in den Raum unter dem Treppenroste und durch die Rostspalten desselben zum Brennmateriale. Die Abrauchung bezieh. vollkommene Verbrennung derselben wird durch die gewählte Form der Feuerbrücke begünstigt. Die Führung der Rauchgase ist aus Fig. 13 ersichtlich.

Die Verwendung der erhitzten Verbrennungsluft ist unter allen Umständen vortheilhaft, weil hierdurch eine Hauptbedingung, nämlich die Einstellung und Erhaltung einer günstigen Anfangstemperatur, sowie der hohen Temperatur im Feuerraume, gesichert ist. Einer Ueberschreitung gewisser Temperaturgrenzen muſs durch reichlichere Zuführung der primären bezieh. secundären Verbrennungsluft vorgebeugt werden; es ist daher eine sicher wirksame Regulirvorrichtung betreffend die Verbrennungsluftmenge erforderlich. Die erreichbare obere Temperaturgrenze ist bei gegebenem Brennstoffe von der verwendeten Verbrennungsluftmenge abhängig, die zulässige Temperaturgrenze durch die |447| Wahl des Constructionsmateriales für den Kessel im Bereiche der direkten Verdampffläche bestimmt. Leider fehlen im Berichte die entscheidenden Angaben über die Temperatur der Verbrennungsluft und im Feuerraume.

The Engineer, Bd. 63 S. 198, nimmt von einem neuen Patente über einen „Senkrechten Multitubularkessel mit Rauchkammer“ Kenntniſs, dessen Einrichtung aus Fig. 15 zu ersehen ist. Der cylindrische Mantelkessel ist mit zwei Feuerbox B und B1 ausgerüstet. Die untere B wird durch eine Deckwand (Plafond) P nach oben, durch den Rost R nach unten abgeschlossen. Der Stutzen S verbindet B mit B1; die Deckplatte P1 nimmt eine gröſsere Anzahl von Field'schen Röhren auf, welche von den Heizgasen bestrichen werden; P1 ist noch durch einen besonderen Anker mit dem oberen (gewölbten) Boden fest verbunden. B1 ist mittels wagerechten Stutzens mit dem Fuchskanale und dem Schlote verbunden; der Stutzen S1 soll die Möglichkeit der gründlichen Reinigung der Feuerbox B1 sichern.

Es ist hervorzuheben, daſs bei der dargestellten Anordnung und Verwendung von Field'schen Wasserröhren diese vor der direkten Einwirkung geschützt sind, daher nicht – wie bei gewöhnlicher Anordnung – so sehr der Gefahr des Durchbrennens ausgesetzt sind. Der dargestellte Kessel miſst 2m,75 Höhe und 1m,22 Durchmesser bei Ausnutzung von 70 Field'schen Röhren. Für Marinezwecke werden nach diesem Systeme Kessel von gröſserem Durchmesser und geringerer Höhe ausgeführt.

Bei Beurtheilung der Festigkeitsverhältnisse dieser Construction muſs insbesondere auf die drei Böden der zwei Feuerbox hingewiesen werden, deren Sicherung gegen bleibende Deformation jedenfalls in ungenügendem Maſse durchgeführt ist. Insbesondere erscheint noch die Platte P1 durch die vielen Bohrungen zur Aufnahme der Field'schen Rohre – geschwächt und der angeordnete centrale Anker in derselben von nicht ausreichender Wirkung. Als selbstverständlich muſs die (aus Figur nicht ersichtliche) im Boden des Mantelkessels anzuordnende Oeffnung zum Ein- und Ausbringen der Field'schen Rohre angenommen werden.

Der vorgeführte Kesseltypus gestattet bei sehr beschränkten Raumverhältnissen eine groſse und werthvolle Heizfläche anzuordnen, für welche noch unter dem Einflusse der Field'schen Rohre eine lebhafte Wassercirculation gesichert ist. Die durchaus inneren Feuerzüge lassen bei sonstiger guter Wärmedichtheit des Mantelkessels und entsprechender Führung der Feuerung einen sehr befriedigenden Wirkungsgrad der Kesselanlage erwarten.

Weiter sei noch vor Abschluſs der ersten Gruppe der Kesseltypen der von W. J. Fraser und F. S. Morris in London ausgeführten Construction eines Multitubular-Dampfkessels gedacht. Nach Fig. 16 Taf. 23 ist |448| der Patentkessel (Patent Nr. 194 vom 5. Januar 1886 8d) ein stehender Kessel mit Feuerbox und Rauchkammer, deren Wandungen zur Lagerung von Rauch- und Wasserröhren verwendet werden.

In der Feuerbox J sind die Enden der Circulationsrohre D gelagert, welche bis zur Decke F der oberen Rauchkammer G reichen und daselbst ihre zweite Lagerung finden. Diese Wasserrohre durchziehen die Rauchrohre B, welche einerseits im Plafond der Feuerbox, andererseits in der unteren Deckplatte der oberen Rauchkammer gelagert und gedichtet sind. J und G sind durch ein weites centrales Rohr K verbunden und abgesteift, welches durch ein aus der Figur ersichtliches Ventil L nach oben geschlossen werden kann; L dient überhaupt zur Regelung des Luftzuges bezieh. der Verbrennung; der Schlot N ist die Fortsetzung des Rohres K.

Es muſs nothwendig eine lebhafte Wasser- und Gascirculation während des Betriebes des Kessels entstehen, welche für die Wärmeübertragung zweifellos vortheilhaft ist; desgleichen ist es möglich, eine reichliche und entschieden werthvolle Heizfläche bei sehr knappen Kesseldimensionen unterzubringen; ob aber die stark der Belegung ausgesetzte Heizfläche der Rauchrohre voll zur Wirkung gelangen kann, ist gewiſs zweifelhaft, und wegen der Schwierigkeit ihrer Reinigung sogar unwahrscheinlich.

Die Dilatation sämmtlicher Rohre ist gesichert, der Wasserraum des Kessels gering, daher ein rasches Anheizen bezieh. ein rasches Verdampfen des Wassers, eine lebhafte Dampfproduction, möglich.

Endlich verdient noch eine Patent-Kesselconstruction (D. R. P. Nr. 37299 vom 9. März 1886) von Laurent Roufosse in Verviers Erwähnung, welche eine gelungene Verbindung eines Wasserröhren- und Flammrohrkessels zeigt.

Die Fig. 17, 18 und 19 lassen die bezügliche Kesselconstruction überblicken. Der wagerechte Rauchrohrkessel K, die beiden oberen Rauchrohre rr, ferner das untere Rauchrohr R und auſser diesen noch die aus den Fig. 18 und 19 ersichtlichen sieben engen Rauchröhren, welche in den beiden Kesselböden ihre Lagerungen finden, bilden die Hauptbestandtheile der Kesselanlage. Der Hauptkessel K ist mit dem Dampfsammler S ausgerüstet und sind beide durch zwei senkrechte Stutzen in Verbindung gebracht. Im vorderen Boden von K findet nun eine gröſsere Anzahl geneigter, von auſsen geheizter Wasserröhren W ihre einseitige Lagerung, deren zweite Lagerung in einem senkrechten ebenwandigen Wasserkasten erreicht wird, welcher noch durch das Verbindungsrohr mit K in Verbindung gebracht ist. Der erwähnte Wasserkasten enthält noch eine Reihe von Putzöffnungen K1 , so wie K mit dem Fahrstutzen f ausgerüstet ist. Die angeordnete Feuerung ist eine Plan-Unterfeuerung; die entwickelten Rauchgase umspielen zunächst das System der Wasserrohre, streichen durch die Rauchrohre von K und |449| umspielen schlieſslich den Mantel desselben Kessels K. Die Führung der Rauchgase ist übrigens aus der Richtung der in die Fig. 17 eingezeichneten Pfeile zu ersehen.

Ein Hauptvortheil dieses Kesselsystemes ist in dem groſsen Wasser- und Dampfraume desselben, ferner in der gesicherten Wassercirculation von rückwärts nach vorne durch die Rohre W bei groſs entwickeltem Wasserspiegel in K und R1 begründet. Die Sicherheit der ganzen Construction wird einerseits durch die angeordneten Wasserrohre W wesentlich erhöht, durch die Disposition der Kesseltheile K und K1 , andererseits wieder erheblich vermindert. Ein Feuerschirm aus Chamotte als Deckgewölbe für den Feuerraum würde gewiſs für die Schonung und Sicherung der Wasserrohre W sehr geeignet sein.

Das eben beschriebene Kesselsystem kann als ein Uebergangstypus vom reinen Groſsrohrkessel zum eigentlichen Wasserrohrkessel angesehen werden, welch letzterer wieder in seiner weiteren Ausbildung zum richtigen Glieder- (Elementar-, Sections-) Kessel führte, obschon auch die nunmehr in Betracht kommenden Wasserrohrkessel als Gliederkessel bezeichnet werden, welche Bezeichnung von dem Gesichtspunkte aus, daſs die gesammten Wasserrohre im Wesentlichen aus Elementen und Sectionen (von Wasserröhren) gebildet werden, ihre volle Berechtigung hat.

Es ist eine bemerkenswerthe Thatsache, daſs sowohl die Zahl der Neuconstructionen von Wasserrohrkesseln, sowie die Zahl der „Neuerungen“ an wichtigen Bestandtheilen derselben, heute noch eine ziemlich bedeutende ist; ein Beweis, daſs dergleichen Kesselconstructionen, welche hinsichtlich Anordnung und Detailausbildung den maſsgebenden Anforderungen, wie gröſste Sicherheit bei hoher Dampfspannung, trockener Kesseldampf, absolute Dichtheit der Verbindungen, reichlich entwickelter Dampf- und Wasserraum, sichere Erhaltung des normalen Wasserspiegels und der Dampfspannung, rasche, leichte und billige Veränderung der Heizfläche, vollkommen befriedigen, noch nicht gefunden wurden. Jedenfalls stellen die Wasserrohrkessel ein ausbildungsfähiges und daher sehr beachtenswerthes Kesselsystem dar, und ist es von besonderem Interesse, die der neuesten Zeit angehörigen Typen, sowie die an denselben versuchten Neuerungen hinsichtlich wichtiger und entscheidender Details näher kennen zu lernen.

Betreffend die systematische Ausbildung eines nunmehr bewährten Wasserrohrkessels bringt The Engineer, 1885 Bd. 60 S. 322, eine interessante Darstellung aus einer Abhandlung über den Entwickelungsprozeſs des von der Babcock- und Wilcox-Gesellschaft in den Vereinigten Staaten seit 1867 gebauten Wasserrohrkessels. Ohne auf die ausführliche Darstellung der einzelnen Uebergangsformen des in Rede stehenden Kesselsystemes näher einzugehen, sei nur auf die ursprüngliche Form und Einrichtung des Babcock-Wilcox-Kessels (Fig. 20), sowie auf den wesentlich |450| späteren und endgültigen Typus (Fig. 21) und endlich auf den für Marinezwecke ausgebildeten Kessel (Fig. 22 und 23) hingewiesen.

Die leitende Idee für die in Fig. 20 dargestellte Construction ist durch die Anordnung einer Gruppe von mit Wasser gefüllten, gegen den Heizerstand ansteigenden Röhren ausgedrückt, welche als eigentliche Heizröhren dienen. Ueber diesen Wasserröhren liegt eine Gruppe von wagerechten Röhren, welche als Wasser- und Dampfsammler verwerthet werden. Die beiden Rohrsysteme sind gekuppelt und bilden diese mehrere neben einander liegende senkrechte Reihen, von welchen jede für sich mit ihrem Anschluſstheile ein besonderes Guſsstück vorstellt. Die erwähnten Heizrohre enthalten noch Innenrohre, um die Wassercirculation zu fördern.

Nach Fig. 21 sind die früheren wagerechten Rohre durch einen Dampfsammler ersetzt, ferner erscheinen die seitlichen Abschluſswandungen für die Zugkanäle durch senkrechte Rohre gebildet, welche ihren Anschluſs an den erwähnten Dampfsammler finden, und noch nach auſsen durch ein Mauerwerk mit Blechverschalung gedeckt sind.

In den Fig. 22 und 23 ist der Normaltypus für den Babcock- Wilcox-Marinekessel dargestellt. Hiernach sind die seitlichen Wände durch Rohre gebildet, welche dieselbe Neigung, besitzen, wie die eigentlichen Heizröhren. Diese zur Bildung der seitlichen Wandungen verwertheten Rohre sind derart mit einander verbunden, daſs sie einen geschlossenen, mit Wasser gefüllten Mantel um das Kesselinnere bilden, ohne daſs eigentliche Stehbolzen zur Anwendung gekommen wären. Hervorzuheben wäre noch die Construction an den Enden der Hauptheizrohre. Jedes dieser Rohre tritt durch die beiden Bleche des Stirnwasserkastens wie des Wasserkastens auf der Kesselrückseite und ist in beide Bleche gedichtet, wodurch jede weitere Versteifung der ebenen Wandungen der beiden Wasserkästen entfällt. Die Rohrenden (auſserhalb der Wasserkästen) werden durch Hauben gedeckt. Zum Zwecke der Wassercirculation in den Hauptheizröhren besitzt jedes Heizrohr auf der Strecke zwischen den Wandungen derselben Wasserkästen am Rücken und am Bauche eine Oeffnung.

Es seien noch folgende Betriebsergebnisse mit den Babcock- Wilcox-Kessel angeschlossen. Bei 20 Probe versuchen, während welchen 3000t Wasser verdampft wurden (wobei die verschiedensten Kohlensorten zur Verfeuerung kamen), ergab sich eine durchschnittliche Verdampfungsziffer von 11,5, wenn Wasser von 100° in Dampf von 1at Spannung verwandelt wurde. Die durchschnittliche Anstrengung der Kesselheizfläche erreichte 20k Dampf, auf jede effective Pferdekraft Maschinenleistung entfielen 0qm,75 Heizfläche.

Zur Kennzeichnung der in den letzten Jahren zur Ausführung gekommenen, bemerkenswerthen Wasserrohr- bezieh. Gliederkessel diene folgendes:

|451|

1) Revue universelle des Mines, 1884 Bd. 15, berichtet über den von Ingenieur Forlanini angegebenen Wasserrohrkessel, welcher auf der Ausstellung zu Mailand in Betrieb stand. Nach den Fig. 24, 25 und 26 besteht das Kesselsystem aus neun Reihen von Wasserrohren aus Schweiſseisen, welche in einem gemeinsamen Feuerraume untergebracht und nach vorne (10 Proc.) ansteigend angeordnet sind. Die Enden der Rohre sind (rückwärts) durch Deckel abgeschlossen, welche schon auſserhalb des Umfassungsmauerwerkes der Kesselanlage liegen; auf der Vorderseite derselben überragen gleichfalls die Enden der Heizrohre das (vordere) Umfassungsmauerwerk; die Enden der in einer wagerechten Reihe angeordneten Rohre schlieſsen sich nun auf der bezeichneten vorderen Seite der Kesselanlage an einen röhrenförmigen Sammler an, welcher die Verbindung der Rohre unter sich vermittelt. Die derart ausgebildeten neun Sammler stehen je zu zwei, in Folge Anordnung eines halbkreisförmigen Rohrstutzens r, in Verbindung und bilden in ihrem Zusammenhange nach Fig. 26 ein „Serpentinen“-Rohr S-S. Jedes der Kuppelstücke r besitzt eine lothrechte Scheidewand a (Fig. 27), durch welche der höchste Wasserstand in den Röhrensammlern S bedingt ist. Vier solcher Sammler erhalten rechtsseitig Anschluſsrohre r1 , welche die Verbindung der ersteren mit einem lothrecht gestellten cylindrischen Sammelgefäſse S1 vermitteln. Dieses Gefäſs dient, wie auch aus der Anordnung der Rohre r1 ersichtlich, als Dampfsammler, indem je ein Rohr r1 aus zwei Sammlern S den Dampf in den Sammler S1 abzuleiten vermag, welcher übrigens auch mit einem Wasserstandrohre zu versehen ist (Fig. 24). Behufs Inbetriebsetzung des Kessels wird das oberst gelegene Querrohr S mit Wasser gespeist. Ist dasselbe bis zur Scheidewand a gefüllt, so fällt das folgende Speisewasser in die unterhalb gelegenen Sammler S und endlich in die Heizrohre ab, welche sich (nach Fig. 25) mit Speisewasser füllen. Wird noch mehr Speisewasser zugeführt, so wird dasselbe durch den untersten Stutzen r1 in den Dampfsammler S1 eintreten und in demselben bis zu einer gewissen Höhe eingestellt werden, welche durch das früher erwähnte Wasserstandsglas sichergestellt wird.

Beim Anheizen des Kessels wird zunächst in den untersten Rohrreihen Dampf entwickelt; derselbe wirft zum Theile Wasser nach S1 und steigt nach den oberen Rohrreihen und in den Dampfsammler S1. Die Anheizperiode dauert etwa 40 Minuten, dann beginnt das Sieden des Wassers in sämmtlichen Rohrreihen und die Bildung höher gespannten Dampfes. Das Verhältniſs der Heizfläche zum Wasserinhalte des Kessels ist günstig; desgleichen ist ein entwickelter Wasserspiegel im Kesselinneren erreichbar, welche Verhältnisse für rasche Verdampfung und verhältniſsmäſsig geringe Dampfnässe sprechen. Die oberen Rohrreihen wirken auch als Vorwärmer; in denselben erfolgt ein lebhafter Niederschlag der im Speisewasser enthaltenen mineralischen Bestandtheile; |452| die unteren Rohrreihen bleiben rein, worin ein wesentlicher praktischer Vortheil begründet ist. Das in den Sammler S1 übergeworfene Speisewasser ist im ursprünglichen Zustande und ist aus S1 zu entfernen.

Ein bemerkenswerthes Detail bezieht sich auf die Verbindung der rückwärtigen Heizrohrenden mit ihren schmiedeeisernen Deckeln. Dieselbe wird durch Spannschrauben s erreicht, welche in guſseisernen Lappen l ihr Muttergewinde finden, die in den Sammlern S angeordnet sind. Als Dichtungsmaterial wird Asbest in Form von Scheiben verwendet.

Ingenieur Forlanini schreibt seinem Kessel alle jene Vorzüge zu, welche von den Wasserrohrkesseln heute mit mehr oder weniger Berechtigung erwartet werden. Der angegebene Vortheil der leichten Conservirung des Kessels bedarf mit Rücksicht auf die groſse Anzahl seiner Bestandtheile entschieden noch der Bestätigung. Nach den Berichten über die Mailänder Ausstellung ist der erste Versuch mit dem Forlanini-Kessel als gelungen zu betrachten. Der Erfinder beabsichtigt nur die Feuerung abzuändern und die Anordnung der Feuerzüge auszudehnen, um eine vollkommenere Ausnutzung der Wärme zu erreichen. Die Verdampfungsziffer, welche thatsächlich erreicht wurde, war mit 7,0 angegeben; aus dieser Ziffer kann übrigens kein weiterer Schluſs gezogen werden, nachdem die maſsgebenden Daten zur Kennzeichnung des verwendeten Brennstoffes, ferner betreffend die Anstrengung der Heiz- und Rostfläche u.s.w. fehlen. Die Kosten eines sogen. 12pferdigen Dampfkessels stellen sich auf 2500 Fr. bei einem Gewichte der Eisenconstruction von 4000k.

2) Portefeuille des Machines, 1886 Bd. 11, bringt eine eingehende Schilderung des Wasserrohrkessels von A. Collet und Comp. in Paris. Derselbe erinnert theilweise an den Field'schen Kessel, indem jedes Heizrohr für den Kreislauf des Wassers und des Dampfes eingerichtet ist. Der Dampfkessel selbst besteht aus vier von einander ganz unabhängigen Elementen, welche wieder aus zwei lothrechten Reihen von je sieben Röhren bestehen. Die Fig. 28 und 29 stellen einen lothrechten Schnitt durch ein Element des Röhrenkessels bezieh. die Kesselanordnung dar. Sämmtliche Rohre münden vorne in einen flachwandigen Sammler C, welcher aus hämmerbarem Guſseisen hergestellt ist; die rückwärtigen Enden derselben werden in, gleichfalls aus schmiedbarem Guſseisen hergestellte Buchsen N, gelagert. Die Schrauben D sind bestimmt, die Verschluſsdeckel von N und E auf ihre Sitze zu pressen und derart die nöthige Abdichtung der bezüglichen Fugen zu sichern. Die Anspannung der Schrauben D muſs mit gröſster Vorsicht geschehen, um ein Reiſsen derselben mit voller Sicherheit zu verhindern, da im Falle eines Bruches von D die Deckel N und E weggeschleudert werden würden. Collet versuchte zwar, die Gefahr des Reiſsens der Schrauben D |453| durch eine besondere Art des Gewindschneidens auf denselben zu verringern. Der für jedes Kesselelement selbständig angeordnete Sammler C ist durch eine Mittel wand in zwei Kammern geschieden, welche das eine Ende der dünnwandigen Rohre B aufzunehmen hat. Die Rohre B sind gegen die Heizrohre A centrisch gelagert. Die den vier Elementen der Kesselanlage entsprechenden vier Sammler C münden nach oben in ein cylindrisches Sammelgefäſs G, welches zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist, um einen möglichst entwickelten Wasserspiegel zu liefern; dasselbe wird nach Fig. 29 mit der Sicherheitsarmatur ausgerüstet und nimmt zuerst das Speisewasser auf. Aus dem Sammelgefäſse G gelangt das Speisewasser in die äuſseren Kammern von C, flieſst in der Richtung der Pfeile zunächst in die Innenrohre B und ergieſst sich dann nach den rückwärtigen, tieferen Theilen der Heizröhren A. Der gebildete Dampf steigt in der Richtung der Pfeile aus der ringförmigen Fläche der Heizrohre in die rückwärtige Kammer der Sammler C auf und gelangt schlieſslich in das Sammelgefäſs G. Es ist als bemerkenswerth hervorzuheben, daſs sich beim Collet'schen Kessel der abfallende Strom des Speisewassers (äuſsere Kammer) ungestört neben dem aufsteigenden Dampfstrome (innere Kammer) entwickeln kann. Aus dem Dampfsammler G tritt der Dampf in eine Gruppe von Röhren, an der höchsten Stelle des Feuerraumes gelagert, deren Oberfläche als Dampftrocknungs- bezieh. als Ueberhitzfläche ausgenutzt wird.

Die rückwärtigen Rohrköpfe N bilden in Folge ihrer quadratischen Form eine vollständige Abschluſswand des Feuerraumes. Die Enden der Heizrohre A werden conisch eingezogen und in die bezüglichen Verschluſsstücke N und C eingepreſst; die eigentlichen Wasserrohre B sind am vorderen Ende mit Bordringen aus hämmerbarem Guſseisen versehen und durch dieselben in der erwähnten Scheidewand der Sammler C gelagert. Je zwei dieser Sammler sind durch die Anschluſsstücke F mit einander gekuppelt. Die Sammler C können gereinigt und ausgeblasen werden.

Die Führung der Rauchgase ist aus Fig. 29 unmittelbar zu ersehen; die Ummauerung des Feuerraumes, auf dessen Sohle der Planrost angeordnet ist, ist in einfach solider Weise durchgeführt.

Der Collet'sche Kessel enthält für eine stündliche Verdampfung von 700k Wasser etwa 600k, d. i. 600l Wasser, welche Wassermenge genügt, um bis zu einer gewissen Grenze die Ungleichmäſsigkeiten im Betriebe des Kessels auszugleichen.

Die Anstrengung der Heizfläche beträgt bei normalem Betriebe 20k Dampf; bei Verdampfung von Seine-Wasser bleiben die Heiz- und Wasserrohre rein, ausgenommen die Innenrohre in den unteren Rohrpartien, in welchen sich eine geringe, leicht entfernbare Kesselsteinablagerung zeigte.

Der Collet'sche Wasserrohrkessel ist in Folge der Anwendung eines |454| Reservoires G von 650mm Durchmesser und 1150mm Länge kein reiner Wasserrohrkessel, ist hinsichtlich seiner Sicherheit ungünstiger als dieser zu beurtheilen, und gestattet nicht die Erzeugung einer so hohen Dampfspannung wie die Wasserrohrkessel von Belleville, Root, Sinclair u.a. Der aus schmiedbarem Guſseisen hergestellte Sammler C ist in Folge seiner Formgebung und in Folge der Einwirkung der Spannschrauben D als ein sehr bedenkliches Detail zu erkennen. Einzelne Vorzüge der vorgeführten Construction, wie ungestörte Wasser- und Dampfcirculation, volle Füllung der Heizrohre, einfache und billige Vergröſserung der Heizfläche, leichte Transportfähigkeit, müssen anerkannt werden.

(Fortsetzung folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln




Orte
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: