Titel: | Neuere Kesselconstructionen. |
Fundstelle: | Band 272, Jahrgang 1889, S. 354 |
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Neuere Kesselconstructionen.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 271 S.
337.)
Mit Abbildungen auf Tafel
18.
Neuere Kesselconstructionen.
Nachdem man die Vortheile der Röhrenkessel, die hauptsächlich in ihrer
verhältniſsmäſsig groſsen Heizfläche, ihrem geringen Wassergehalte und in ihrer
Widerstandsfähigkeit gegen hohen Druck bestehen, erkannt hat, ist man unausgesetzt
bemüht gewesen, das Röhrenkessel-System weiter auszubilden. So nehmen auch jetzt
wieder die Röhrenkessel von den veröffentlichten Fortschritten den Löwentheil in
Anspruch. Daneben fehlt es auch nicht an Versuchen, die Groſswasserkessel, die ja
wegen ihrer Eigenschaft als Wärme- bezieh. Kraftsammler in vielen Fällen entschieden
den Vorzug verdienen, zu verbessern und auf dieselben die Vortheile des
Röhrensystemes zu übertragen. Sehr beachtenswerthe Mittheilungen sind von dem
Ingenieur A. Hering gemacht, über die wir in
Nachfolgendem auch kurz berichten werden. Vielfach werden auch Versuche mit
flüssigen und gasförmigen Brennmaterialien gemacht, über welche demnächst an anderer
Stelle ausführlich berichtet werden soll.
Zunächst sehen wir, was auf dem Gebiete des Röhrenkesselbaues geschehen ist:
Eine ausgedehnte Verwendung von Heizrohren zeigt der, von dem Erfinder Morrin in Jersey City, N.-J., Climaxkessel genannte Dampfkessel. Nach American
Machinist vom 28. März 1887, Bd. 12 Nr. 13, besteht derselbe der Hauptsache
nach aus doppelt gebogenen, von einem in der Kesselmitte liegenden Rohre
ausgehenden, und an einer etwas höher gelegenen Stelle in dasselbe wieder
einmündenden Siederöhren. Die Einzelheiten des Kessels ergeben sich aus Fig. 1 bis 4 Taf. 18, und
zwar sieht man rechts in dem unteren Theile von Fig. 1 einen
Mittelschnitt, im oberen Theile eine Ansicht des Röhrennetzes, links die äuſsere
Ansicht, sowie einen Theil des Schnittes durch den Dampfraum, Fig. 2 zeigt einen
wagerechten Querschnitt. In den Fig. 3 und 4 ist ein mit der
Kesseleinrichtung nicht nothwendig verbundener drehbarer Rost dargestellt. Der
Kessel ist seiner Construction nach sehr einfach, obwohl er bei oberflächlicher
Betrachtung nicht so erscheint. Ebenso genügt für ihn dasjenige Maſs von Sorgfalt,
welches man den Röhrenkesseln überhaupt, sowohl für den Betrieb als für etwaige
Ausbesserungen zuwenden muſs.
Der eigentliche Dampferzeuger besteht, wie erwähnt, aus doppelt gebogenen Röhren T, welche in dem durch den ganzen Kessel
hindurchreichenden Rohre A befestigt sind. Zur
Verdeutlichung der Lage der Heizröhren ist eins derselben sowohl in Fig. 1 als auch im
Querschnitte Fig.
2 durch Schraffirung hervorgehoben. Aus letzterer Figur ist ersichtlich,
daſs das Heizrohr bei E beginnt, ansteigt und bei F wieder in den Cylinder A mündet.
(Der Zweck des besonders vorgesetzten Rohrstückes C
soll später erwähnt werden.) Die beiden Verbindungsstellen bei E und F sind nothwendiger
Weise dampfdicht herzustellen. Innerhalb des Cylinders A befindet sich ein Cylinder B, dessen oberes
offenes Ende bis nahe zur Wasserlinie reicht. Da dieser Cylinder nur den Zweck hat,
den Wasserumlauf zu regeln, und er keinen einseitigen Druck bekommt, so kann er ganz
leicht gehalten sein, und sind dampfdichte Nähte für ihn durchaus nicht
erforderlich. Das untere Ende E der Heizröhren T ist nun durch die Zwischenstücke C mit dem Cylinder B
verbunden. Der Zweck dieser Vorrichtung ist nun leicht verständlich. Die Speisung
des Kessels geschieht nämlich vom Rohre B aus, und zwar
geht das Wasser durch die Vorsatzstücke C in das
ansteigende Heizrohr T, welches den nunmehr gebildeten
Dampf in den zwischen Rohr A und B liegenden ringförmigen Raum R entläſst, durch Welchen derselbe zum Dampfraume gelangt. Auf diese Weise
ist ein wirksamer, stetiger Wasserumlauf gesichert, da der Dampf ungehindert durch
R aufsteigt und das Speisewasser durch B nach unten geleitet wird. Hieraus ergibt sich auch,
daſs ein vollkommen dichter Schluſs der Zwischenstücke C kein nothwendiges Erforderniſs ist. Ueber dem Cylinder B ist ein Wasserabscheider S angeordnet, welcher das mechanisch mitgerissene Wasser zurück in den
Cylinder B führt. Die über der Wasserlinie liegenden
Röhren sollen den Dampf trocknen. Sie werden hierin unterstützt durch in A eingelegte Platten, welche den Dampf zwingen, die
sämmtlichen auf einander folgenden Heizröhrenreihen zu durchstreichen.
Das Speisewasser durchströmt bei seinem Eintritt ein spiralförmig gewundenes,
oberhalb der Heizröhren liegendes Rohr und ist wohl vorgewärmt, wenn es sich mit dem
Kesselwasser mischt.
Bei den gewöhnlichen Kesseln dieser Sorte liegt der Feuerraum V rund um das Rohr A. Die Einhüllung wird
durch eine Wand bewirkt, welche aus einzelnen Wandstücken UW u.s.w. besteht, die mit einander verschraubt werden. Auf diese Weise
sind die einzelnen Abtheilungen leicht zugänglich gemacht, was bei etwaigen
Ausbesserungen erwünscht ist. Wählt man zur Bekleidung der Wandstücke UW Thonplatten, so ist das innere Verkleidungsblech
überflüssig.
Die bisher besprochenen Figuren zeigen einen festen Rost, der die Verwendung von drei
bis vier Feuerstellen und -thüren nothwendig macht. In Fig. 3 und 4 ist ein von sechs
inneren und sechs äuſseren Rollen getragener drehbarer Rost angewandt, bei welchem
eine Feuertür genügt. Er ist vortheilhaft zu
verwenden, wenn eine selbsthätige Neuerung beabsichtigt wird. Die Beschaffenheit der
Vorrichtung ist aus den Figuren mit hinreichender Deutlichkeit zu ersehen, und sei
nur noch erwähnt, daſs die rechts in Fig. 4 gezeichnete
Schaufel zur Beseitigung der Asche dient.
Das Verhältniſs der Rostfläche zur Heizfläche ist bei diesen Kesseln 1 : 50. Da die
Heizfläche verhältniſsmäſsig sehr groſs ist, so ist die Dampfentwickelung sehr
wirksam und wenig kostspielig. Der Ausstellungsraum ist sehr gering.
Bemerkenswerth ist bei den Dampfkesseln dieses Systemes der Wegfall des äuſseren
Druckes. Da auch das gröſsere Rohr die Kreisform zeigt, so ist der Kessel
verhältniſsmäſsig sehr sicher. Einige Sorgfalt wird der Umstand verlangen, daſs das
gröſsere Rohr durch die zur Aufnahme der Heizröhren erforderlichen Löcher geschwächt
wird.
Bezüglich der Betriebsfähigkeit führt unsere Quelle an, daſs ein solcher Kessel drei
Jahre lang unter Dampf gestanden habe, ohne irgend welche Mängel zu zeigen, und ein
zur Probe herausgenommenes Rohr war wie neu. Zum Betriebe elektrischer Beleuchtung
sollen diese Kessel sich gut eingeführt haben.
Der Ward'sche Röhrenkessel besteht aus einem senkrechten
Mittelkessel, mit zwei in radialer Richtung angeordneten ebenfalls senkrechten
Röhrenreihen, welche durch eine Menge etwas geneigt und halbkreisförmig angeordneter
Heizröhren verbunden sind.
In Engineering vom 5. April 1889 S. 322 wird dieser
Kessel näher beschrieben (vgl. Fig. 5 Taf. 18). Nach der
Beschreibung sind zwölf senkrechte Röhren EEFFNNHH in
gerader radialer Richtung angeordnet, zu jeder Seite des Mittelkessels B sechs Stück. Je zwei der senkrechten Röhren sind
durch 48 wenig geneigte Röhren G, welche nahezu einen
Halbkreis bilden, verbunden. So entstehen sechs Gruppen von Siederöhren. Die
senkrechten Röhren N und E
sind an ihrem unteren Ende mit weiten Röhren C und P in Verbindung. Die Röhren F und E sind an ihrem oberen Ende
geschlossen, wohingegen die Röhren N und E in das Rohr I münden,
von wo aus der Dampf in der Richtung des Pfeiles in den Dampfdom gelangt und durch
den Wasserabscheider J zur Maschine geführt wird. Das
Speisewasser wird durch das rechts unten sichtbare Rohr zugeführt, steigt langsam
durch den Mittelkessel bis zur Brause A, wo es so stark
erwärmt ankommt, daſs der Kesselstein sich schlammförmig auf dem Boden des
Mittelkessels absetzen kann. Das Speisewasser macht nun seinen Gang durch das Rohr
C in die Röhren E, und
steigt behufs Verdampfung in die Heizröhren G und
weiter in der beschriebenen Weise. Im oberen Theile des Raumes B sind noch mehrere durchbohrte Bleche angeordnet, um
das mitgerissene Wasser abzutrennen und in den unteren Theil von B zurückzuführen, von wo es einen neuen Umlauf beginnen
kann. Die Verbindungsweise der Röhren G und H, sowie H und I sind in den Nebenfiguren dargestellt. Die Kessel
werden von dem Erfinder Ward in Charleston-Kanawha,
Virginia U. S., in 15 Gröſsen von 60qm bis 225qm Heizfläche angefertigt.
Die Hauptgröſsen des auf Taf. 18 dargestellten Kessels sind:
Heizfläche
1311
Quadratfuſs
= 122qm,0
Rostfläche
42
„
= 3qm,9
Zahl der Röhren 288
Aeuſserer Durchmesser der Feuerbüchse
8' 7''
= 2m,62
Höhe
7' 3''
= 2m,21
Durchmesser
des
Mittelrohres
2' 4''
= 0m,71
Höhe
„
„
10' 6''
= 3m,20
Gesammtgewicht
8t
= 8128k
Zur Ausbeutung mehrerer Thwaite'schen Patente hat sich
eine englische Gesellschaft, The Gaseous and Liquid Fuel
Supply Company, gebildet. Eine der neuesten Constructionen, welche von
dieser Gesellschaft ausgeführt wird, beschreibt Revue
industrielle vom 13. April 1889. In Fig. 6 bis 8 Taf. 18 bezeichnet a den Herd zur Vergasung der Kohle, welchem die Luft
durch ein Dampfstrahlgebläse zugeführt wird. Die zum Aufgeben des Brennmaterials
dienenden Trichter d und c
sind mit selbsthätigem Verschlusse versehen.
Die entwickelten Gase treten durch die Deckenöffnung in den cylindrischen
Verbrennungsraum f, der aus einem mit feuerfestem Thone
gefütterten und mit vielen Oeffnungen versehenen Rohre besteht. Die Verbrennungsluft
tritt durch eine Reihe radial gestellter Röhren h zu,
welche an ihrer äuſseren Fläche durch die abziehenden, schon etwas abgekühlten
Verbrennungsgase bestrichen werden. Auf diese Weise wird die Verbrennungsluft
vorgewärmt, was auf den ganzen Verlauf der Verbrennung sehr günstig einwirkt. Beim
Anheizen läſst man den Rauch ohne Weiteres entweichen, indem man das durch eine
Kette erreichbare Ventil j. zieht. Ist das Feuer
ordentlich geschürt, so schlieſst man das Ventil.
Von der Heizkammer aus durchstreichen die Heizgase in der Richtung der punktirt
gezeichneten Pfeile die innen liegende Doppelreihe von Röhren k und gelangen in die unten liegende Kammer l, von wo sie sich durch die äuſsere Reihe wieder nach
aufwärts begeben, die Kammer m, sowie die oberen Röhren
k durchstreichen, sich dann durch die doppelte
Reihe der Röhren n und p
nach unten wenden und dann durch den Schornstein i
entweichen. Um die Heizgase diesen Weg zu führen, sind in der Kammer die aus der
Zeichnung zu ersehenden Leitungsbleche angebracht, von denen das wagerecht liegende,
welches zugleich als Sitz für das Ventil dient, mit Schutzplatten versehen ist. Um
einen wirksamen Wasserumlauf zu erzielen, ist je eine cylindrische Platte p in den oberen und unteren Theil des Kessels
eingebaut, so daſs das Wasser nun in der Richtung der ausgezogenen Pfeile den Kessel
durchstreicht, und zwar aufwärts dem Verbrennungsraume f entlang, dann durch die Röhren o1 in den oberen Kesselraum, von da abwärts durch die
Röhren o und an der Auſsenwand des Kessels. Die
feuerfeste Wand wird hinreichend glühend, um eine vollständige Verbrennung der Gase
sicher zu stellen und Rauchbildung zu vermeiden.
Einen ähnlichen Kessel (Fig. 9) mit Vorrichtung
zur Entwickelung der Heizgase aus dem Brennmaterial hat sich B. H. Thwaite in Liverpool durch das englische Patent Nr. 1201 vom Jahre
1885 schützen lassen. Die vom Feuerungsmateriale A
entwickelten Gase steigen durch das Rohr B, welches
sich inmitten des Rohres C befindet, zum
Verbrennungsraume E empor, wo sie mittels der radialen
Rohre F von der Auſsenseite des Kessels aus mit der
erforderlichen Verbrennungsluft versorgt und vermischt werden. Die Brenngase
streichen nun durch den ringförmigen, mit feuerfestem Materiale ausgekleideten, von
den Röhren B und C
gebildeten Raum abwärts, verbreiten sich hier in den Raum M und steigen durch die Röhren N in die
ringförmige Regeneratorkammer O. Hier umstreichen sie
die Windzuleitungen F, wo sie einen Theil ihrer Wärme
zum Vorwärmer der Verbrennungsluft abgeben. Weiterhin gehen die Heizgase durch die
groſsentheils im Dampfraume liegenden Röhren Q in die
Rauchkammer S und in den Schornstein L. Der Raum K ist mit dem
übrigen Kesselraume durch die Rohrstutzen T verbunden.
Um den Wasserumlauf zu fördern, ist eine Platte U
angebracht, welche bis nahe zum Boden des Kessels reicht und den aufsteigenden
Wasserstrom von dem absteigenden trennt.
Während der Ingangsetzung des Kessels läſst man auch hier bis zur ordentlichen
Erwärmung des Kessels die Gase einfach durch das geöffnete Ventil H in den Schornstein entweichen. Nach gehöriger
Erwärmung wird das Ventil H geschlossen und kann nun
der Betrieb in der zuerst beschriebenen Weise erfolgen.
Cole's senkrechter Röhrenkessel von Herbert und Hubbard in Coventry besteht nach Fig. 10 und
11 Taf.
18 aus eigenartig aufgebogenen Röhren B, welche in den
Feuerraum C eingesetzt, von dem unteren Theile des
Kessels zu der ringförmigen Kopfplatte der Feuerbüchse führen. Diese eigenartige
Anordnung der Röhren soll nach Iron einen lebhaften
Wasserumlauf erzeugen, welcher stark genug ist, um ein Absetzen von Kesselstein
innerhalb der Röhren zu verhindern. Die Röhren sind paarweise angeordnet, wie aus
dem Grundrisse Fig.
11 eines mit zwölf Röhren angeordneten Kessels der Cole'schen Bauweise ersichtlich ist. Die Gestalt der Röhren gestattet,
daſs die letzteren sich durch Hitzeeinflüsse unbeschadet der Festigkeit der
Kesselwände ausdehnen oder zusammenziehen können. Da durch die heftige Bewegung des
Wassers der Dampf sehr feucht wird, hat der Erfinder eine besondere Einrichtung
getroffen, um denselben zu trocknen. Der Dampf nimm seinen Weg an dem Schornsteine
entlang unter der Glocke D empor, tritt über den Rand
E der letzteren in den Kessel A zurück und wird durch Einwirkung des hoch erhitzten
Schornsteines getrocknet. Wasserröhren sind mit 80mm inneren Durchmesser gebräuchlich.
Wir halten die Construction für nicht unbedenklich, da sowohl der cylindrische Theil
der Feuerbüchse äuſseren Druck erhält, als auch ferner die ja immerhin sorgfältig zu
behandelnde ringförmige Kopfplatte der Feuerbüchse durch die eingehängten Röhren
erheblich geschwächt wird. Ob die vorgeschlagene Dampftrockenvorrichtung nur
einigermaſsen ihren Zweck erfüllt, möchten wir bezweifeln.
Th. Lishmann verwendet nach D. R. P. Nr. 42406 vom 17.
Mai 1887 (Fig.
12) den vielfach gebräuchlichen ringförmigen Auſsenkessel m nebst eingehängtem Kessel l zu einer Erweiterung, indem er in den Innenkessel noch ein centrales
Rauchrohr f hineinlegt und dasselbe mit dem Innenkessel
durch conische Verbindungsrohre e vereinigt. Der
äuſsere Kessel m wird von hohlen, mit
Regulirvorrichtung versehenen Stehbolzen durchdrungen, welche den Zweck haben,
frische Luft in die Heizkammer einzuführen.
Wir möchten behaupten, daſs die Führung der Heizgase verfehlt sei, da dieselben den
kürzesten Weg durch die unterste Reihe der Röhren wählen, und den übrigen Theil des
Kessels ungeheizt lassen werden. Die Luftzuführung hat bei der vorliegenden
Anordnung doch auch wohl keinen Zweck.
In eigenthümlicher Weise gestalten Gebr. Serpollet
ihren, für den Betrieb von Kleinmotoren bestimmten Kessel (Fig. 13), in welchem sie
das Bestreben, den Dampf nur für den jeweiligen augenblicklichen Verbrauch, unter
Vermeidung eines Wasserraumes zu erzeugen, verwirklichen wollen. Sie suchen
demgemäſs den Dampf zwischen zwei einander möglichst genäherten Metallwänden zu
erzeugen. Zur Herstellung dieser Wände benutzen sie ein eisernes Rohr., welches sie
in angewärmtem Zustande platt walzen, so, daſs sich die Wände nahezu berühren. Aus
diesem bandförmigen Rohre bilden die Erfinder eine Spirale, die geeignet ist, auf
eine entsprechende Feuerung gelegt zu werden. An die beiden Rohrenden, welche ihre
ursprüngliche runde Form behalten haben, kann die Speisevorrichtung, sowie die
Dampfableitung angeschlossen werden.
Ist das Rohr auf annähernd 2500 erhitzt, so wird mit der Speisung begonnen. Der
entwickelte Dampf ist bezüglich seiner Spannung und Trockenheit von dem Wärmegrade
des Herdes und der Gesammtrohrlänge abhängig. Kesselstein soll sich, was man von
vornherein wohl befürchten durfte, nicht absetzen, sondern es soll der äuſserst
feine Staub vom Dampfe mitgerissen werden. Probestücke, die man auf diesen Umstand
nach mehrmonatlichem Dienste untersuchte, sollen im Gegentheile an ihrer Innenfläche
sogar eine gewisse Politur gezeigt haben, die wohl vom gewaltsamen Durchzwängen des
Dampfes herrührt.
Der Natur der Sache nach muſs die Speisung dieses Kessels mit groſser Sorgfalt
erfolgen, um die nöthige Gleichmäſsigkeit im Gange der Kraftmaschine zu erzielen.
Mittel, um die zugeführte Wassermenge zu regeln, sind ja in hinreichender Anzahl
vorhanden.
Die Fig. 13
Taf. 18 stellt einen Kessel für eine Maschine von 1 vor. Die Spirale ruht auf einem
guſseisernen Kranze und ist nach obenhin von einem mit feuerfestem Thone
ausgefütterten Deckel bedeckt, von dessen Rande ein Eisenblech zur Führung der
Heizgase nach unten reicht. Das Spiralrohr ist 2m
lang, 0m,105 hoch und hat 11mm Wandstärke. Die Spiralform wird durch
eingelegte Schleifen gesichert. Die Versuche mit diesem Kessel scheinen indeſs noch
in keiner Weise zum Abschlusse gekommen zu sein, obgleich Portefeuille économique des machines über mehrere Versuche berichtet und
Bulletin d'Août 1888 der Société des Ingénieur civils schon die Zeichnung eines mit einem solchen
Kessel ausgerüsteten Fahrrades bringt.
An Einzelconstructionen sind nachstehende bemerkenswerth.
Um eine gute Mischung der Heizgase zu erzielen, ordnen L. und C. Steinmüller (D. R. P. Nr. 41158 vom
7. Januar 1887, Zusatz zu Nr. 35499) abwechselnd kleine und groſse Röhren in einer
Wagerechtreihe an (Fig. 14) oder gröſsere in einer Wagerechtreihe und kleinere in einer
darüber oder darunter liegenden Reihe (Fig. 15).
In Röhrenbündeln können auch mehrere Rohrreihen angebracht werden, die einen
geringeren Zwischenraum zwischen den einzelnen Röhren lassen als die Röhren der
anderen Reihen, was dadurch erreicht wird, daſs die Röhren abwechselnd auf der einen
Seite eingezogen sind, auf der anderen aber nicht, also nach dem im D. R. P. Nr.
35499 angegebenen Verfahren von einer Seite auswechselbar werden.
Die Umfassungs- und Trennungswände können aus Siederohren gebildet werden, von denen
je zwei kreisrunde in Vertiefungen am Umfange eines dazwischen liegenden Rohres
eingreifen (Fig.
16).
Louis Rouvière in Barcelona ordnet in seinem D. R. P.
Nr. 40521 vom 24. November 1886 (Fig. 17) in den
Flammrohren Führungsplatten N an, welche aus Scheiben
von hartem Guſseisen oder anderem feuerfesten Materiale bestehen, mit ihren Naben
auf Stangen von quadratischem Querschnitte so geschoben sind, daſs sich ihre Naben
berühren, die Flügelflächen mit kreisförmiger Projection unter einem Winkel von 180°
gegen einander geneigt sind, so daſs die Feuergase abwechselnd von einer Seite zur
anderen des Rohres zu ziehen gezwungen sind. Die Flügel können geneigt wie in der
Zeichnung oder senkrecht zur Feuerrohrwandung stehen.
Ernst Rost in Dresden gibt nach D. R. P. Nr. 32210 vom
14. Oktober 1884 den Rohrköpfen für Gliederkessel zur sicheren Erhaltung der
Dichtung bei vorkommenden Verschiebungen eine kugelförmige Anschluſsfläche.
E. Willmann in Dortmund (D. R. P. Nr. 42321 vom 24. Juni
1887) benutzt für seine Wasserrohrkessel einseitig geschlossene Röhren (Fig. 18 Taf.
18). Die Wasserkammer, welche an der einen Seite von der Feuerplatte i begrenzt wird, ist mit einer Zwischenwand a versehen und durch dieselbe in zwei Räume A und B getheilt. Die
Heizröhren c
sind mit Ansätzen b versehen, welche durch den Raum A hindurchziehen, während die Innenrohre d mit dem Stopfen e
verschlossen sind und nur mittels der Oeffnung f mit
dem Wasserraume in Verbindung stehen. Das Wasser tritt durch Rohr d ein, wird an der Auſsenwand c in Dampf verwandelt und entweicht durch Ansatz b in den Dampfraum.
(Fortsetzung folgt.)