Titel: Moderne Dampfkesselanlagen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 513–518)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318141

Moderne Dampfkesselanlagen.

Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer in Mittweida.

(Fortsetzung von S. 505 d. Bd.)

Bei den bisher behandelten Kesselsystemen mit geteilten Wasserkammern befanden sich die letzteren an beiden Enden der Rohre; die geteilten Wasserkammern sind aber auch bei Kesseln mit Zirkulationsröhren in Anwendung, bei welchen dann die Kammern nur an einem Röhrende vorhanden sind.

Der wichtigste Kessel dieser Art ist der Niclaussekessel, der insbesondere als Marinekessel eine sehr bedeutende Verbreitung gefunden hat.1)

Textabbildung Bd. 318, S. 513

Fig. 265 zeigt einen Querschnitt des Kessels. Von dem Dürrschiffskessel unterscheidet sich der Niclaussekessel zunächst durch die Anwendung von Einzelkammern, die nur je zwei vertikale Rohrreihen vereinigen, und dann durch verschiedene wichtige Einzelheiten.

Fig. 266 zeigt die bisher am meisten benutzte Einzelkonstruktion des Rohrelementes. Das äussere Rohr a wird aus weichem Stahl gefertigt und erhält innerhalb der Wasserkammer eine eigentümliche Verlängerung b, die sogenannte Laterne. Letztere ist durch Gewinde bei c mit dem Rohr a verbunden. Die Dichtung in den Kammerwänden erfolgt durch konische Flächen bei c und d. Da die Bohrung bei d etwas weiter als bei c hergestellt werden muss, so übt derDampf einen Druck aus, der das Rohr nach vorn heraus zudrängen sucht. Dieser Druck wird jedoch, wie Versuche bewiesen haben, durch die Reibung in den Dichtungsflächen aufgenommen; doch sind auch Sicherungen durch Bügelverschlüsse nach Fig. 265 vorhanden. Der Konus bei d ist mit dünner Wandstärke ausgeführt, um eine gewisse Federung zu ermöglichen. Die Herstellung der Dichtungsflächen muss eine sorgfältige sein, wenn in beiden Dichtungsflächen zugleich sicheres Anliegen eintreten soll. Die sorgfältige Herstellung aller Teile ist aber auch schon deswegen notwendig, weil ein gegenseitiges Auswechseln der Teile möglich sein muss.

Das Material der Laterne ist Temperguss. In die Laterne ist mittels Gewinde das Kopfstück e für das Einhängerohr f eingeschraubt. Dieses Kopfstück führt sich mit dem Ringe, in dem das Einhängerohr befestigt wird, in der Zwischenwand der Laterne. Das Einhängerohr wird aus dünnem, weichem Stahlblech zusammengefalzt und führt sich hinten in einer entsprechenden Verengung des Aussenrohres. Letzteres wird durch eine Ueberwurfmutter g geschlossen, die zugleich die Führung des Rohrendes in der hinteren Wand des Kessels übernimmt.

Textabbildung Bd. 318, S. 513

Das Material der Wasserkammern ist Temperguss. Die Seitenwandungen sind wellenförmig ausgebildet, um die einzelnen Abteilungen möglichst nahe zu bringen. Die innere Scheidewand der Wasserkammer wird mit der Kammer aus einem Stück hergestellt. Unten sind die Wasserkammern durch kleine Rohrstutzen mit einander verbunden. Hierdurch ist ein Ausblasen der Kammern bezw. die Entfernung von Schlamm ermöglicht.

Die Verbindung der Kammern mit dem Oberkessel ist in Fig. 267 dargestellt. Die Kammern haben oben einen Flansch, der zur Aufnahme von 4 Schrauben A und B dient, welche mit konischen Flächen in der verstärkten Bauchplatte des Oberkessels eingelassen sind. Durch das Anziehen dieser Schrauben wird der Oberkessel gegen einen Doppelkonus und dieser gegen die Kammer gepresst. Die Wasserkammer pagt mit einer trichterförmigen Fortsetzung in den Oberkessel hinein, damit der im Trichter aufsteigende Dampf das Wasser an dem Eintritt, in die Kammer möglichst wenig hindert.

Der Oberkessel ist mit einem Schlammfänger für das |514| eintretende Speisewasser versehen (Fig. 268). Das Speisewasser tritt in einen Behälter aus 4 mm dünnem Blech ein, gibt hier die Unreinigkeiten in einen Schlammsack ab, indem das Wasser veranlagst wird, eine ab- und aufsteigende Bewegung auszuführen, bevor es in den eigentlichen Wasserraum des Oberkessels eintreten kann. Die Schlammniederschläge können durch einen Hahn abgelassen werden.

Textabbildung Bd. 318, S. 514
Textabbildung Bd. 318, S. 514

Der Niclaussekessel ist am meisten in der französischen Kriegsmarine verbreitet, doch haben auch die übrigen Seestaaten mehr oder weniger ausgedehnte Versuche mit diesem Kessel vorgenommen. In der deutschen Marine sind die beiden Kreuzer „Freya“ und „Gazelle“ mit Niclaussekesseln ausgerüstet. Die Kesselanlage für S. M. Kreuzer II. Kl. Freya besteht aus 12 Kesseln mit je 18 Kammerelementen. Jedes Element umfasst 17 Rohre. Die gesamte Heizfläche beträgt 2400 qm, die gesamte Rostfläche 72 qm, infolgedessen ist das gegenseitige Verhältnis 33,3 : 1. Die Konstruktion des Rohrelementes weicht etwas von der Darstellung Fig. 266 ab.

Textabbildung Bd. 318, S. 514

Bei den ersten Probefahrten im Jahre 1898 ergab die nachträgliche Kesselrevision, dass einzelne Laternen gebrochen waren. Die Firma Niclausse-Paris war nun allerdings der Meinung, dass diese Erscheinung auf eine fehlerhafte Montage und nicht etwa auf die Konstruktion des Kessels oder auf die Verwendung von Temperguss zurückzuführen sei, da über ähnliche Unfälle seitens der anderen Marinen nicht geklagt worden sei. Das Reichsmarineamt ordnete jedoch den Ersatz der Laternen durch solche aus Stahl ohne Schweissnaht an. Bei den wiederholten Probefahrten im Oktober 1900 verlief bei der „Gazelle“ alles gut; bei der „Freya“ tratjedoch ein Rohrbruch ein, der glücklicherweise niemand verletzte.

Als Erklärung nahm man Wassermangel an, der dadurch herbeigeführt wurde, dass die Stege der Laternen bei der „Freya“ in der senkrechten Achse, und nicht, wie bei der „Gazelle“, um 45° gegen die Wagerechte geneigt lagen.

Nachdem man die Lage der Laternen entsprechend abgeändert hatte, konnten die Versuche im Januar 1901 wieder aufgenommen werden, die nun zufriedenstellend verliefen.

Die geäusserten Bedenken gegen die Verwendung von Temperguss veranlasste die Firma Niclausse im Jahre 1900 eine neue Rohrkonstruktion zur Einführung zu bringen. Bei derselben ist die Laterne nach den Fig. 269-271 aus einem Stück mit dem Rohr, also aus Stahl, gefertigt.

Das vordere Ende des Rohres A ist aufgestaucht und wird bei a zu einem Konus gepresst, der in die vordere Oeffnung der Wasserkammer passt. Auf der inneren Seite des aufgestauchten Teiles wird konisches Gewinde geschnitten zur Aufnahme des Verschlussdeckels c. Den Konus b erhält man durch warmes Auftreiben des Rohres A. Aus dem vollen Rohr werden nun die vier Oeffnungen für den Wasserdurchgang ausgeschnitten. An der Stelle, wo die Laterne die Mittelwand durchdringt, ist das Rohr stark ausgeweitet, um die Oeffnung möglichst zu schliessen und um das Durchströmen des entwickelten Dampfes in den vorderen Teil der Wasserkammer zu verhindern. Das Rohr ist hinten durch eine Mutter d mit konischem Gewinde abgeschlossen.

Das neue Rohr bietet, gegenüber dem alten Modell, bemerkenswerte Vorteile, da es aus einem Stück und aus gezogenem Stahl besteht. Es ist somit ein Bruch irgend eines Teiles sozusagen ausgeschlossen. Da das neue Rohr auf seiner ganzen Länge denselben inneren Durchmesser hat, so ist die Reinigung desselben bedeutend leichter, wie früher. Die alten Gusslaternen verhinderten, infolge des mittleren vorspringenden Ringes, das Einbringen einer Rohrbürste von gleichem Durchmesser, wie das Rohr. Ferner ist die Fabrikation der Laternen nicht mehr abhängig von der Erzeugung eines besonderen Spezialgusses. Die Herstellungskosten der neuen Rohre sind nicht viel teurer und der Gewichtsunterschied beträgt ungefähr 1 kg f. d. Rohr zu gunsten des neuen Rohres.

Textabbildung Bd. 318, S. 514

Die Wasserkammern sind ebenfalls geändert, (Fig. 272 u. 273), indem dieselben nur aus Stahl ohne Naht angefertigt werden. Ihre Form ist jetzt vierkantig und glatt, im Gegensatz zu den früheren Kammern mit wellenförmigen Seitenwänden. Die konischen Dichtungsflächen werden mit einer hydraulischen Presse in die Vorder- und Rückwand eingebracht. Boden und Scheidewand werden seitlich eingenietet. Die Bolzen für die Bügel werden teilweise zur Versteifung bis zur gegenüberliegenden Wand durchgeführt und eingeschraubt. Somit wäre die Verwendung von Temperguss für die Herstellung der Niclaussekessel völlig umgangen.

Durch diese Aenderungen sind die verschiedenen Vorwürfe, welche den Niclausse kesseln gemacht worden sind, völlig beiseite geschafft. Der einzige Unfall, mit dem man etwa noch rechnen müsste, ist derjenige, dass ein Rohr platzen könnte. Ein Unfall, vor dem kein Kessel sicher ist, sei es infolge Materialfehlers, sei es aus Wassermangel oder schlechter Feuerführung. Unfälle bei den Wasserkammern sind bis jetzt nicht bekannt.

Beim Kessel von Adamson der Firma Adamson, Vickers & Maxim in Sheffield werden auch, wie beim Niclaussekessel zwei senkrechte Rohrreihen in einer Wasserkammerabteilung vereinigt. Die Wasserkammern werden nach Fig. 274 u. 275 |515| mit Flanschen an den Oberkessel b angeschraubt. Der Querschnitt der Wasserkammern nimmt von unten nach oben zu.

Textabbildung Bd. 318, S. 515

Das äussere Rohr g (Fig. 276) wird mittels Konus m der Kammerwand f befestigt. Das Rohr g trägt die Laterne l, die mit den Oeffnungen n (Fig. 277) versehen ist. Die Laterne wird in der Zwischenwand c der Wasserkammer gehalten und nimmt mit dem Trichter i das Einhängerohr h auf. Letzteres stützt sich am hinteren Ende des äusseren Rohres (Fig. 278 u. 279) durch zwei elastische Bügel p und die Kalotte o ab. Das Aussenrohr g ist hinten in sich halbkugelförmig geschlossen; das Ablassen des Wassers und die Reinigung der Rohre wird daher einige Schwierigkeiten bereiten. Der Kessel ist mit einem Ueberhitzer versehen, dessen Rohrelemente in derselben Weise, wie die Wasserröhren, konstruiert sind.

Die Firma J. Joya in Grenoble (Isere) baut ihre Wasserrohrkessel entweder mit einer Wasserkammer, oder, wie die Fig. 280-284 zeigen, mit geteilten Kammern. Die Befestigungsweise der Rohre und die Ausbildung der Verschlüsse hat eine grosse Aehnlichkeit mit der Konstruktion beim Dürrkessel. Fig. 282 zeigt ein Rohrelement. Das Aussenrohr wird nur mit einem einfachen Konus in der Kammerwand befestigt; hinten wird das Rohr durch einen Deckel mit Gewinde verschlossen. Das Einhängerohr ruht mit einem Trichter in der Zwischenwand der Kammer. Der Kammerverschluss entspricht fast genau dem bekannten inneren Glockenverschluss von Dürr.

Textabbildung Bd. 318, S. 515

Die Verbindung des Oberkessels mit den Kammern erfolgt ähnlich wie beim Niclaussekessel mit Hilfe von doppeltkonischen Ringen durch Schrauben. Fig. 282-284 lassen die Konstruktion deutlich erkennen. Zu bemängeln wäre, dass der Querschnitt für die Wasserzirkulation zu klein erscheint, ein Nachteil, der übrigens auch dem Niclaussekessel und vielen anderen Wasserrohrkesseln zur Last gelegt werden muss.

Der Oberkessel (Fig. 280 u. 281) besteht aus einem Querkessel zum bequemen Anschluss der Kammern und auseinem Langkessel. Die Speisung erfolgt durch den Dampfraum in das hintere Ende des Oberkessels. Hier wird durch ein Querblech eine Schlammkammer gebildet. Das Wasser fliesst durch ein Rohr nach vorn und wird durch ein Querrohr den Wasserkammern zugeführt.

Eine Eigentümlichkeit zeigen die Wasserkammern insofern, als bei ihnen die Scheidewand nicht ganz bis unten geführt ist. Gewiss soll auf diese Weise einem Wassermangel in den unteren Rohren vorgebeugt werden, doch muss die Wasserbewegung hierdurch eine bedenkliche Störung erfahren.

An dieser Stelle muss auch die Konstruktion des Kessels von P. Borrot, des Direktors der Fabrik der Société anonyme des Chaudronneries du Nord de la France, angeführt werden. Dieser Kessel, der durch seine eigenartige Konstruktion bei seiner erstmaligen Ausstellung in Paris 1900 besondere Aufmerksamkeit erweckte, ist in Fig. 285-289 dargestellt.

An dem weiten Oberkessel, welcher als Wasser- und Dampfreservoir dient und in der üblichen Weise mit Sicherheits- und Wasserstandsarmatur ausgerüstet ist, sind seitlich unter 45° Neigung je sechs geschweisste, kastenförmige Wasserkammern aufgenietet, welche unten geschlossen sind und gleichzeitig als Träger des Oberkessels dienen. Jede Wasserkammer trägt an der Bodenplatte in zwei Reihen 12 Stück 80 mm weite Fieldrohre mit Zirkulationseinsatz, welche durch den konischen Einsatz in der gefrästen Bodenplatte dichten. Dies bildet für sich ein Element von 5 qm Heizfläche. Die Rohre je zweier gegenüberliegender Elemente kreuzen sich unter einem rechten Winkel über dem Feuerungsraume und bilden in demselben ein engmaschiges Netz zur Aufnahme der Wärme.

Textabbildung Bd. 318, S. 515

Die gewölbten, geschweissten Enden der Fieldrohre sind mit je einem Reinigungspfropfen versehen und liegen ausserhalb des Feuerungsraumes, vor Wärmeaufnahme geschützt und zur Reinigung zugänglich.

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Es wird dadurch auch verhindert, dass die unvermeidlich dort sich ansammelnden Splitter und Ablagerungen ein Durchbrennen des Rohres zur Folge haben könnten, wie dies sonst so häufig bei den gewöhnlichen Fieldrohren eintritt.

Das Speisewasser wird vorn in den Oberkessel in eine Schlammkammer eingeführt. Die Wasserkammern werden entweder, nach Fig. 288, aus Stahlguss hergestellt, oder, nach Fig. 289, aus Blechen zusammengeschweisst.

Ein Vorzug der Wasserkammern ist der weite Anschlussquerschnitt am Oberkessel. Dieser Querschnitt ist etwa halb so gross, wie der gesamte Querschnitt der Wasserrohre, während bei den meisten anderen Kesseln dieser Querschnitt nur ⅙ bis ⅛ des Rohrquerschnittes beträgt.

Textabbildung Bd. 318, S. 516

Um die Ausstrahlungsverluste zu beschränken, sind die äussersten Rohre vertikal gestellt.

In den leeren Räumen, die sich durch die Kreuzung der Rohre im Feuerraum ergeben, sind Dampfrohre eingebaut, um den Dampf zu trocknen, bezw. schwach zu überhitzen.

Textabbildung Bd. 318, S. 516
Textabbildung Bd. 318, S. 516

Bei dem allgemeinen Bestreben der Dampfkesselkonstrukteure, eine möglichst wirksame Heizfläche zu schaffen, fehlt es auch nicht an Versuchen, den Wasserrohrkessel mit dem Feuerrohrkessel zu vereinigen. Im allgemeinen haben diese Versuche noch kein günstiges Ergebnis geliefert, was wohl darin liegen mag, dass beide Grundtypen sehr gleichartige Vorzüge und Nachteile besitzen, sodass durch ihre Vereinigung wohl eine neue Type mit gesteigerten Vorteilen aber i auch mit gleichfalls gesteigerten Nachteilen entstehen muss. |517| Fast alle jetzt gebräuchlichen, kombinierten Kessel verdanken ihre Beliebtheit dem Umstande, dass durch die Vereinigung die Nachteile der Grundtypen gegenseitig ausgeglichen werden, ohne dass ihre Vorzüge Schaden leiden. Dies kann aber nur erreicht werden, wenn Typen von vielfach verschiedenen Vorzügen und Nachteilen kombiniert werden. So liefert z.B. der Flammrohrkessel mit dem Feuerrohrkessel eine sehr brauchbare Vereinigung, ebenso gilt dies von der Vereinigung des Walzenkessels mit dem Wasserrohrkessel. Dagegen kann von einer Vereinigung des Wasserrohrkessels mit dem Feuerrohrkessel, so weit die bisher bekannt gewordenen Lösungen eine Beurteilung zulassen, kein wesentlicher Fortschritt erwartet werden.

Textabbildung Bd. 318, S. 517
Textabbildung Bd. 318, S. 517
Textabbildung Bd. 318, S. 517

Fig. 290 und 291 zeigen den Kessel von Delpuette. Die Wasserkammern werden hier durch wagerecht liegende Röhren a gebildet. Dieselben sind durch senkrechte Wasserröhren von 80 mm Durchmesser miteinander verbunden. Die Wasserröhren werden von engen Feuerröhren durchzogen. Die oberen Sammelrohre a sind mit der prismatischen Kammer c verbunden, welche den Oberkessel bezw. den Dampfsammlervertritt. Die unteren Sammelrohre a sind an den Schlammsammler d angeschlossen. Die Enden der Sammelrohre sind mit einem Konus von aussen in die Rohrwand eingesetzt und werden durch einen Bolzen mit der gegenüberliegenden Wand verankert, eine Konstruktion, die nicht frei von Bedenken ist.

Textabbildung Bd. 318, S. 517

Die Sammelrohre sind etwas flachgedrückt, um das Einwalzen der Wasserröhren besser bewirken zu können. Der Dampfsammler und der Schlammsammler sind vorn durch ebene Platten abgeschlossen, die durch Schrauben befestigt sind. Auch diese Befestigungsart wäre nur bei kleineren Kesseln mit geringer Spannung zu rechtfertigen; sie ist wahrscheinlich gewählt worden, um die ausserordentlich schwierige Innenreinigung etwas zu erleichtern. Wie der ringförmige Raum der Wasserröhren gereinigt werden kann, ist nicht zu erkennen. Ein häufiges Durchbrennen der Rohre muss daher erwartet werden, denn die senkrechte Lage der Rohre wird das Ansetzen des Kesselsteines nicht ganz verhindern können. Am meisten gefährdet sind natürlich die unteren Sammelrohre a1 einmal wegen der kritischen Lage für das Ablagern des Kesselsteines und dann wegen der unmittelbaren Nähe des Feuerherdes.

Die Röhren b sollen zur Dampfüberhitzung dienen, doch ist nicht zu erkennen, wie der Dampf veranlasst wird, diese Röhren zu durchströmen. Ausserdem verhindern diese Röhren infolge ihrer Lage das Einführen einer Rohrbürste in die Feuerröhren.

Textabbildung Bd. 318, S. 517

Wenn sich auch die hier angeführten Bedenken gegen einzelne Konstruktionsdetails vielleicht beseitigen lassen, so sind die grundsätzlichen Bedenken gegen die ganz Anordnung doch so bedeutende, dass der Kessel kaum Aussicht auf eine grössere Verbreitung haben dürfte.

Eine bessere konstruktive Durchbildung zeigt der im Grundsatz ähnliche Kessel von Hallett-London (Fig. 292 bis 294). Die Reinigung des Kessels von aussen und innen kann hier genügend sorgfältig vorgenommen werden, da die Feuerrohre mit der Rohrbürste zugänglich sind und auch ein |518| vollständiger Ausbau der Rohre vorgenommen werden kann. Die unterste Rohrreihe hat keine Feuerröhren, um die Wasserkühlung zu verstärken. Die Führung der Heizgase kann durch Klappen geregelt werden. Die Wasserkammern würden zweckmässiger ganz geschweisst hergestellt.

Es sei noch erwähnt, dass auch die Firma N. Roser kombinierte Wasser- und Heizrohrkessel baut, diese aber nur in seltenen Fällen zur Anwendung bringt.

(Fortsetzung folgt.)

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Schiffbau 1901, No. 23 und:M, sowie 1902 No. 1 und 2. Niclaussekessel von Carl Züblin, Charlottenburg.

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