Neuerungen an Dampfkesseln.

(Fortsetzung des Berichtes S. 151 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Ueber den Einfluss der Vorwärmung der Verbrennungsluft hat Poupardin der Mülhauser Industrie-Gesellschaft Mittheilung gemacht. Seine Versuche erstreckten sich auf drei Kessel, welche eine Woche hindurch mit kalter, die andere Woche mit vorgewärmter Luft betrieben wurden.

Da die Versuche noch nicht abgeschlossen sind, begnügen wir uns für jetzt damit, zu erwähnen, dass Poupardin der Vorwärmung einen, wie er zahlenmässig begründet, nicht unerheblichen Vortheil zuschreibt; die äussere Wahrnehmung scheinen die Versuche zu bestätigen, da die Flamme bei denselben kürzer und weisser wurde, die Rauchmenge abnahm, und auf 1 k Steinkohle 41 l Calorien mehr wirksam gemacht werden konnten. Wir werden nach etwaigem bemerkenswerthen Abschluss der Versuche auf dieselben zurückkommen.

Ein bemerkenswerther Versuch zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, mit dem Nebenzweck der wirksamen Rauchverbrennung, ist bei der Feuerung von J. Hilton, E. Jackson und G. C. Hilton in Oldham (Englisches Patent Nr. 15 495 vom 27. October 1888) gemacht worden. Bei dieser Anordnung werden zweierlei Roste verwendet. Die Kohle wird zunächst auf Roststäbe M (Fig. 9) gewöhnlicher Art aufgegeben, im weiteren Verlauf gelangt sic auf röhrenförmige Roststäbe E, welche vom Wasser durchströmt sind und von dem Raume F nach H reichen. Die Feuergase werden vom Raume L aus durch den Rohrrost nach unten geleitet und durchstreichen bei K das Feuerrohr wieder in der gewöhnlichen Weise. Der Luftzutritt erfolgt einestheils in üblicher Anordnung durch den Rost M, anderentheils von dem unter dem Roste befindlichen Raume N aus durch die Rohre B, den Kanal C, über die Feuerbrücke D herüber. Diese vorgewärmte Luft soll zur wirksamen Verzehrung des Rauches beitragen.

Die Vorwärmung der Luft sucht E. Völcker in Bernburg mit einer Schachtfeuerungsanlage (D. R. P. Nr. 52658 vom 26. Januar 1890) zu erreichen. Unterhalb des Rostes R (Fig. 10) ist ein mit durchbrochenen Wänden versehener |173| Schachtofen A angeordnet, in welchen die Schlacken- und Aschentheile hineinfallen. Die dem Roste E von unten zuzuführende Luft ist nun gezwungen, durch den glühenden Inhalt des Schachtofens A hindurch zu steigen, in Folge dessen sowohl eine thunlichst vollkommene Verbrennung der Schlacken- und Aschentheile als auch eine wirksame Vorwärmung der gleichzeitig zur Verhinderung der Rauchentwickelung dienenden Luft erreicht wird.

Wasserrost. Wasserrost mit besonderem Wasserbehälter. Durch die bei den Wasserrosten so vielfach gemachten übelen Erfahrungen hat sich F. Graf in Aachen nicht abschrecken lassen, sondern einen Wasserrost mit besonderem Wasserbehälter erfunden und denselben als D. R. P. unter Nr. 51315 vom 12. October 1889 patentiren lassen. Da der Erfinder sowohl den hohen Druck der Kessel, mit dem ja die hohlen Roststäbe bisher gewöhnlich belastet waren, zu vermeiden und dennoch einen lebhaften Wasserumlauf in den Roststäben zu erzielen sucht, ordnet er, wie Fig. 11 zeigt, einen besonderen Wasserbehälter G an, durch welchen das Wasser in der Richtung der Pfeile hindurchstreicht.

Der Wasserrost besteht aus einer Anzahl hohler Roststäbe A, welche aus Blech hergestellt und an ihren Enden mit zwei vierkantigen Querröhren B1 und B2 durch Ringe C verbunden sind. Der so gebildete Rost findet seine Auflagerung auf den seitlichen Trägern D. Von einem neben der Feuerung aufgestellten Wasserbehälter G führt ein Rohr H das kalte, durch die Brause J entnommene Wasser in das hintere Querrohr B1, während von dem vorderen Querrohr B2 durch das Rohr K die Leitung des angewärmten Wassers in den Behälter G bewirkt wird, der zugleich zum Absetzen des Schlammes dient. M dient als Schlammloch, N zur Einführung frischen, O zur Ableitung des vorgewärmten Wassers. Durch P und Q kann warmes Wasser zu beliebigen Verbrauchszwecken entnommen werden.

Die Patentschrift erläutert noch eine anderweitige Anordnung, die wir aber, als den Kern der Sache nicht berührend, hier nicht weiter berücksichtigen wollen.

Der Wasserröhrenrost von G. Streiz in Berlin (D. R. P. Nr. 50018) hat in dem oberen Theile der Wasserröhren a (Fig. 12) Wasserausflusslöcher e, welche durch halbrund oder winkelig gebogene Schienen i geschützt sind. Die Wasserröhren a sind von kleineren Röhren b durchzogen, welche den Zweck haben, Luft hinter die Feuerbrücke zu leiten, und auf diese Weise eine Verbrennung etwa noch oxydirbarer Gase zu bewirken. Die Abkühlung der Roststäbe durch das aus e ausfliessende Wasser mag recht wirksam sein, doch scheint uns die Regelung des Ausflusses erhebliche. Schwierigkeiten zu bieten, und möchten wir uns ein Urtheil über die Streiz'sche Vorrichtung nicht erlauben, bevor Erfahrungen mit derselben vorliegen.

Verschiedene anderweitige Rostanordnungen mögen nachstehend noch erwähnt werden:

Eine Einrichtung des Rostes zum Schutze der Kesselwandungen gegen Verbrennen ist Gegenstand des D. R. P. Nr. 50520 vom 19. Juli 1889 für S. Fox, J. Reed und B. B. Morrison (Englisches Patent Nr. 14817 vom 24. December 1889). Bei demselben werden zur Verhütung einer übermässigen Erhitzung in dem zwischen Kesselwand und Rost befindlichen Winkel c Dichtungsstreifen e angebracht. Die Winkel c werden durch Schrauben f an die Kesselwand angeschraubt. Die nebenstehenden Figuren zeigen einige Anordnungen dieses Rostes. Bei der zweiten Anordnung sind zwei Dichtungsstreifen d, d1 und eine Luftöffnung h angeordnet. Bei der dritten und vierten Anordnung ist Metallpackung angewendet, und zwar als einfache Flacheisenwand oder als abschliessendes festgenietetes Winkeleisen.

Um die Kohlen Schütthöhe bei Gasfeuerungen genau regeln zu können, ordnet E. Völcker in Bernburg (D. R. P. Nr. 53153 vom 26. Januar 1890) ein senkrecht verschiebbares Wehr an. Die zwischen dem Schwelraume und dem Luftzuführungskanale befindliche und mit Durchtrittsöffnungen versehene Wand ist der Höhe nach verstellbar und durch Kette mit Gegengewicht abgeglichen. Durch die Stellung der unteren Kante der Wand über dem Luftroste lässt sich die Vertheilung des Brennmaterials regeln.

J. Strauss in Regensburg verbindet nach D. R. P. Nr. 52612 vom 7. Januar 1890 mit dem Längenrost einen schmalen Querrost. Vor dem Längsrost a von gewöhnlicher Einrichtung ist ein etwas geneigt liegender Querrost (Fig. 14) angebracht, dessen obere Luftspalte c bei gewöhnlicher Beschickung die Luftzuführung oberhalb des Brennmaterials ermöglicht. Die Roststäbe a sind, um an freier Rostfläche zu gewinnen, nur an ihrem Auflagetheil verbreitert. Die Anordnung des Querrostes wird den anstossenden Kesseltheil, der durch die anliegende Schlacke bei gewöhnlicher Construction immerhin unangenehm beeinflusst ist, wirksam schützen, da die zuströmende Luft, diesen Theil reinigen und abkühlen wird.

Bei der Feuerung von H. Rösicke in Berlin erhalten |174| nach Uhland's Prakt. Maschinenconstructeur die frische und die entgaste Kohle getrennte Luftzuführung. Der Rost ist bei dieser Feuerung (D. R. P. Nr. 35444) durch eine im Aschenfall angeordnete Wand in einen Vorder- und einen Hinterrost getheilt. Die Luftzuführungen zu dem vorderen und dem hinteren Theile des Rostes lassen sich unabhängig von einander regeln und können mit einem durch die Feuerthür eintretenden Oberluftstrom verbunden werden, dergestalt, dass sich nur wenig hellgrauer Rauch bildet. Die Luftzuführung zu dem Hinterrost lässt sich so gering bemessen, dass ein nachtheiliges Durchstreichen zu grosser Luftmengen durch die entgaste, glühende Kohle verhindert wird und die Verbrennung nur lebhaft bleibt. Dagegen erhält die frische Steinkohle, welche auf dem vorderen Roste ganz allmählich vergast, schon während der Entwickelung der Gase das zur vollständigen Verbrennung nothwendige Luftquantum zugeführt, so dass die Verbrennung des entstehenden Gemisches beider beim Hinwegstreichen über die glühende Schicht des Brennmaterials vor sich geht.

In Fig. 15 ist die beschriebene Rösicke'sche Patentfeuerung bei einem Cornwall-Kessel mit einem grossen Feuerrohr und innerer Feuerung angewendet. Die Luftzuführungen für den vorderen und den hinteren Rost werden von der Stirnseite des Kessels aus bewirkt, indem der Raum unter dem Roste durch eine Wand in zwei Abtheilungen getrennt wird, von denen die obere zur Luftzuführung und als Aschenfall des Vorderrostes und die untere in derselben Eigenschaft für den Hinterrost dient. Mit den beiden Stellklappen über einander vermag man die genaue Regelung der Luftzuführung zu den beiden Rosttheilen zu bewirken. Die ausserdem zur Verbrennung der entwickelten Gase nothwendige Oberluft strömt durch Hebung der Feuerthür ein; durch eine Schraube mit Handrad in der Verlängerung des Scharnierbolzens wird die Thür gehoben, so dass ein Luftschlitz in der ganzen Breite derselben entsteht. Die Drosselklappe, welche im Rauchkanale liegt, bewegt sich selbsthätig mit der Feuerthür, und zwar in dem Sinne, dass sie sich öffnet, sobald man die Thür schliesst, und umgekehrt.

Während bei der beschriebenen Kesselanlage das weite Feuerrohr gestattet, die Aschenfälle der beiden Roste und die Luftzuführung über einander anzuordnen, bedingen die beiden engeren Feuerröhren bei dem in Fig. 16 und 17 zur Anschauung gebrachten Cornwall-Kessel eine wesentlich andere Anordnung, um die beregte Feuerungsmethode zur Anwendung bringen zu können. Die Trennung der Vorder- und Hinterroste findet hier durch Klappen statt, welche jeden Aschenfall quer in zwei Theile zerlegen, und die Luftzuführung zu der frischen Kohle erfolgt von der vorderen Stirnseite des Kessels und zu der glühenden Schicht von der hinteren Stirnwand durch ein Luftrohr, welches der Länge nach in jedem Feuerrohr liegt und bis zur Aussenfläche des Kesselmauerwerks reicht. Sowohl die vorderen als auch die hinteren Luftzuführungen tragen nach aussen Regulirungsschieber. Durch die Feuerungsthür tritt die nothwendige Oberluft in derselben Weise, wie vorher beschrieben, und die Thür lässt sich durch eine Flügelschraube mit Kloben heben. Die Drosselklappen wirken bei dieser Kesselanlage aber nicht selbsthätig. Jeder zweite Feuerzug erhält vor seiner Vereinigung mit dem dritten gemeinschaftlichen eine Drosselklappe, welche ausserhalb vor der Feuerthür mit einem Hebel so angeordnet ist, dass erstere nur geöffnet werden kann, wenn der Hebel nach der entgegengesetzten Seite gedreht und die Klappe in Folge dessen entsprechend geschlossen ist.

Der Aschenfall wird bei der letztbeschriebenen Feuerung wie gewöhnlich von der vorderen Kesselwand aus entleert, nachdem die Trennungsplatte mit einem Hebel in die punktirt gezeichnete Lage gehoben worden ist.

Für leicht zu entgasende Steinkohle wählt man einen wagerecht oder etwas geneigt liegenden Planrost, während man durch Anordnung des Vorderrostes mit muldenartigen Vertiefungen in der Längenrichtung (Muldenrost) die Intensität der Vergasung erheblich steigern kann. Die beim Beginn des Betriebes einmal ermittelten günstigsten Stellungen der Klappen, bei welchen die vollkommene Verbrennung der Kohle mit langer weisser Flamme eintritt, werden dem Heizer markirt.

Es muss als ein Vorzug der Rösicke'schen Patentfeuerung hervorgehoben werden, dass sie in den meisten Fällen von der Kesselconstruction nicht abhängig ist und bei fast allen vorhandenen Kesseln mit geringen Aenderungen der Garnitur angebracht werden kann.

Ueber Sickel's selbsthätigen Aschenräumer berichtete Ingenieur W. Gyssling in der 19. Delegirten- und Ingenieurversammlung des internationalen Verbandes der Dampfkessel-Ueberwachungsvereine zu Stuttgart nach der Vereinszeitschrift Nachstehendes:

Die Vorrichtung besteht aus einem an einer Spindel sitzenden gusseisernen Schraubenflügel, welcher mit dem Flammrohr, in das er eingesetzt wird, gleichen Durchmesser hat. Die Wirkungsweise der Vorrichtung wurde an einem frisch gereinigten Zweiflammrohrkessel beobachtet, bei welchem ein Flammrohr damit ausgerüstet war, das andere nicht. Gläser, welche in die hintere Wand des Mauerwerks eingesetzt worden waren, liessen erkennen, dass der Aschenräumer eine schraubenförmige Bewegung der Gase hervorbrachte, wobei Flugasche sich nicht ablagern konnte. Angesichts dieser Wirkungsweise konnte es befremden, dass die Vorrichtung nur geringe Verbreitung gefunden hat. In Folge einer Nachfrage bei den Mitgliedern stellte sich heraus, dass nur fünf Vereinen Erfahrungen überhaupt zu Gebote standen.

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Die Firma Friedrich Krupp, Essen, liess im Jahre 1878 die ältere Construction Sickel's in einen Flammrohrkessel einbauen, die zwar wirksam, aber nicht dauerhaft war. Die Chamottesteine litten stark und der hintere Theil aus Blech erfuhr bedeutende Formänderungen. Eine Besichtigung der Feuerrohre war unmöglich und die Reinigung ausserordentlich erschwert.

Von Mitgliedern des märkischen Vereins wurden in der Zeit von 1885 bis 1889 zehn Dampfkessel mit dem Aschenräumer ausgerüstet. In einigen Betrieben, welche Braunkohle mit 4 bis 5 Proc. Asche und Sand gemischt mit 10 Proc. Steinkohle verfeuerten, war er nach sechs Monaten unbrauchbar geworden. Innerhalb des Gladbacher Vereins bewährte er sich in zwei Fällen auch hinsichtlich der Dauerhaftigkeit. Dem Magdeburger Verein unterstehen 37 mit Aschenräumern versehene Kessel. Die Wirkung wird als befriedigend oder gut geschildert, die Dauer zu 1 bis 10 Jahren angegeben. Verfeuert wird Braun- und Steinkohle mit Aschengehalt bis 10 Proc. und mehr.

Weniger günstige Erfahrungen sind in Bayern gemacht worden, wo Sickel's Schraube in acht Fällen Anwendung gefunden hat. Bei drei Kesseln wurde sie nach rasch erfolgter Abnutzung beseitigt und nicht wieder erneuert; drei Kesselbesitzer erklärten sich in keiner Hinsicht befriedigt, bei den übrigen zwei Kesseln fand starke Aschenablagerung vor den Flammrohren statt. Im Aachener Verein wurden von der Firma J. Piedboeuf während der letzten Monate 30 Kessel damit ausgerüstet. Der Magdeburger Verein hat schon vor 13 Jahren Versuche angestellt, auf deren Ergebnisse indess ein Urtheil über den Aschenräumer nicht aufzubauen sein dürfte. Erst in neuester Zeit durchgeführte Versuche haben hierüber Klarheit geschaffen.

Der Versuchskessel hatte 66 qm Heizfläche, 1,6 qm Rostfläche und war auf 6 at Dampfspannung geprüft; darüber waren zwei Vorwärmer angeordnet.

Bei den ersten Versuchen war der Kessel mit zwei anderen gekuppelt. Obwohl man von Seiten des Besitzers bestrebt war, die verwendete Grieskohle möglichst gleichwerthig zu erhalten, so ergaben die 9stündigen Versuche doch recht erhebliche Unterschiede in den Verdampfungsziffern. Selbst nachdem 90 Versuche angestellt worden waren, betrugen die Abweichungen immer noch bis 5 Proc.

Bei späteren, mit aller Vorsicht angestellten Versuchen ergaben sich fast genau gleiche Verdampfungsziffern. Der Unterschied betrug bei einer Versuchsdauer von 31/4 Stunden nicht mehr als ⅓ Proc. Je zwei Versuche, welche sich auf 9 Stunden 20 Minuten erstreckten, lieferten das Ergebniss, dass der Versuchskessel ohne Aschenräumer eine um 9 Proc. höhere Verdampfungsziffer besitzt als mit Aschenräumer, obwohl der letztere seinen Zweck vollkommen erfüllte.

Nach sechs wöchentlicher Heizung ergab sich bei einem anderen Kessel die Verdampfungsziffer noch um 1½ Proc. höher als beim Kessel mit Aschenräumer.

Aus den Versuchsreihen geht hervor, dass mit dem Aschenräumer eine Kohlenersparniss nicht erzielt wird. Demnach muss die in den Flammrohren lagernde Flugasche eine nützliche Aufgabe erfüllen, welche vermuthlich darin besteht, dass unverbrannte Gase durch die glühende Flugasche entzündet werden. Eine Prüfung derselben durch Untersuchung der aus den Flammrohren austretenden Heizgase hat leider nicht stattgefunden.

Eine andere Anschauung lässt den unteren Theil der Flammrohre überhaupt nicht als Heizfläche gelten, in Folge dessen könne die Flugasche der Wärmeübertragung auch nicht hinderlich sein. Für die günstige Wirkung der Flugasche liefert diese Erklärung allerdings keine Anhaltspunkte, sie beschränkt sich ebenso wie die folgende darauf, deren Unschädlichkeit darthun zu wollen. Diese dritte Erklärung nimmt an, dass die Flugasche zwar eine Verminderung der Wärmeabgabe an das Flammrohr zur Folge habe, dass jedoch ein erhöhter Wärmeübergang durch die Mantelfläche einen Ausgleich herbeiführe. Mag nun eine der vorstehenden Erklärungen zu Recht bestehen oder nicht, das Ergebniss besitzt deshalb nicht geringeren Werth.

Der Lehrsatz, dass die Ablagerung von Flugasche schädlich sei, ist ins Wanken gerathen. Weiter lehren die Untersuchungen: Verdampfungsversuche nach Massgabe der bekannten Grundsätze bieten nicht die Genauigkeit, die man ihnen zuzuschreiben geneigt ist. Man wird mit Fehlern bis zu 5 Proc. rechnen müssen.

Nach der Ansicht Brauser's erfülle zwar der Sickel'sche Aschenräumer den Zweck, die Reinigung des Kessels zu erleichtern, es gebe aber einfachere Vorrichtungen, welche allerdings die Ablagerung der Flugasche nicht verhindern, sondern nur ihre Beseitigung besorgen, nämlich die Vorrichtungen zum Wegblasen der Flugasche mit Dampf, wie beim Steinmüller-Kessel und beim Heizröhrenkessel mit vorgebauten Flammrohren von Piedboeuf. Andererseits wurde darauf aufmerksam gemacht, dass die mit dem Flammrohrkessel gemachten Erfahrungen einen Schluss auf andere Kessel nicht zulassen, und zwar unter Hinweis auf die beobachtete rasche Abnahme der Verdampfung bei manchen Kesselsystemen. Dem wurde entgegengehalten, dass der Rückgang in der Verdampfung vielmehr dem Russe als der Flugasche zuzuschreiben sei.

(Fortsetzung folgt.)