Titel: | Neuere Dampfkessel. |
Fundstelle: | Band 291, Jahrgang 1894, S. 198 |
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Neuere Dampfkessel.
(Fortsetzung des Berichtes S. 169 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuere Dampfkessel.
Die Kesselconstruction von F. T, Stevens in
Bryants-Pond, County Oxfort, Nordamerika (D. R. P. Nr. 70386 vom 4. November 1892),
wird durch die Fig. 34,
35 und durch den
nachstehenden Wortlaut des Patentanspruches hinreichend erläutert: „Ein
Dampfkessel, bestehend aus einem einfachen Cylinderkessel c und einem in diesem untergebrachten
Heizröhrenkessel r, bei welchem die Speisung so
erfolgt, dass dem Heizröhrenkessel r das Wasser
durch ein Rohr e direct zugeführt wird, während dem
äusseren Kessel c auch noch beim tiefsten
Stand des Wassers im Kessel r der gleiche
Wasserstand durch in dem Kessel r in der Nähe der
normalen Wasserstandslinie vorgesehene Oeffnungen o
gesichert wird, zum Zwecke, die Ablagerung etwaiger im Speisewasser enthaltener
Unreinigkeiten in dem vom Feuer wenig berührten Kessel r zu bedingen.“ Wir halten die Anordnung der Löcher o für I nicht unbedenklich und bezweifeln überhaupt,
dass der angestrebte Zweck erreicht wird.
Textabbildung Bd. 291, S. 197Kessel von Stevens.G. Dürr in Ratingen bringt nach D. R. P. Nr. 71938 vom
5. April 1893 mit seinem Wasserröhrenkessel einen aus Doppelröhren gebildeten
Dampfüberhitzer in Verbindung (Fig. 36 und 37). Das
Dampfentnahmerohr x nimmt mittels eines am Scheitel
befindlichen Schlitzes den Dampf auf und führt denselben in eine Tasche a b c d, die nach unten konisch zuläuft. In Folge des
plötzlich erweiterten Querschnittes und der damit verbundenen geringeren
Geschwindigkeit wird sich ein grosser Theil des mitgerissenen Wassers niederschlagen
und durch i in den Wasserraum zurückfliessen. An dem
Umfange der Tasche a b c d sind die inneren
Ueberhitzerrohre m angeschlossen, die den Dampf in die
eigentlichen Ueberhitzungsrohre o leiten. Der Raum e f g h ist durch Einsetzen der Tasche in zwei
Abtheilungen getheilt, so dass der im Kessel entwickelte Dampf von dem mit
überhitztem Dampf gefüllten Raume vollständig getrennt ist. Eine ähnliche Anordnung
gibt die Patentschrift für solche Fälle an, in denen der oder die Oberkessel direct
an die Kammer angesetzt sind.
Textabbildung Bd. 291, S. 197Dürr's Kessel. Ueber die Witkowitzer Patent-Feuerrohrkessel (Simplex-, Multiplexkessel)
enthalten Glaser's Annalen für Gewerbe und Bauwesen vom
15. April 1893 sehr bemerkenswerthe Mittheilungen, aus denen wir Nachstehendes
wiedergeben:
Seit langer Zeit arbeitete man in Witkowitz an der Aufgabe, einen möglichst
betriebssicheren Dampfkessel für die dortigen Hüttenwerke zu construiren unter
Berücksichtigung der folgenden Gesichtspunkte:
1) Der Kessel soll bezüglich der chemischen Zusammensetzung des Speisewassers nicht
allzu empfindlich sein; 2) die Befahrung des Kessels in allen Theilen soll bequem sein;
3) die Reinigung des Kessels soll sich in vollständiger Weise und einfach
bewerkstelligen lassen;
4) die Construction des Kessels soll möglichst grossen Spielraum für die Ausdehnung
in der Hitze und die Zusammenziehung beim Erkalten gewähren;
5) selbstverständlich soll die Construction des Kessels derartig sein, dass bei
möglichst geringen Kosten der Anlage ein möglichst grosser Effect erzielt wird.
Die Anforderung 5) beschränkte auf die Wahl zwischen einem Wasserrohr- und einem
Feuerrohrkessel. Der erstere war durch die Anforderung 1) ausgeschlossen; es wurde
daher ein Feuerrohrkessel gewählt.
An den bisher angewandten Constructionen dieser Art war der Umstand auszusetzen, dass
die Kessel wegen der grossen Länge, welche man ihnen zu geben pflegt, keine
Ausdehnungsfähigkeit besitzen, dass also der Anforderung 4) nicht genügt wird. Im
Zusammenhang damit steht auch die Schwierigkeit der Befahrung, Reinigung und
Reparatur.
Das Bestreben, diese Uebelstände zu vermeiden und den Anforderungen 2) bis 4)
möglichst Rechnung zu tragen, führte den Ingenieur des Werkes, Gustav Johanny, dahin, (nach D. R. P. vom 21. April
1892) den eigentlichen Dampferzeuger aus einem oder mehreren kurzen Elementen, jedes
aus einem leicht demontirbaren Röhrenkessel bestehend, zusammenzusetzen. Diese
Elemente sind mit einem gemeinsamen Hauptkessel und Dampfsammler durch je einen
Stutzen verbunden. Damit ist der Ausdehnbarkeit in allen Theilen der grösste
Spielraum gewährt, und die einzelnen Theile, sowie der Hauptkessel lassen sich sehr
leicht zugänglich herstellen. Bei der geringen Länge der Feuerrohre, welche
höchstens 2 m lang genommen werden, ist ein Durchbiegen derselben
ausgeschlossen.
Textabbildung Bd. 291, S. 198Witkowitzer Feuerrohrkessel. Die beistehenden Abbildungen (Fig. 38 bis 40) geben die Zeichnung
eines Kessels mit zwei Elementen (Duplexkessel).
Der Dampfkessel besteht aus einem oder mehreren liegenden kurzen Heizröhrenkesseln,
„Rohrkesselelementen“, von denen jedes mit einem über ihnen gelagerten
Längskessel nur durch je einen Stutzen starr verbunden ist, während die Kuppelung
der Elemente unter einander durch Verbindung der unten angebrachten Schlammsäcke
mittels eines biegsamen, schmiedeeisernen oder kupfernen Dehnungsrohres hergestellt
ist. Letztere Verbindung hat den Zweck, die Wassertemperaturen der einzelnen
Rohrkesselelemente auszugleichen und dadurch eine Strömung einzuleiten.
Ein Rohrkesselelement besteht aus einem kurzen Cylinder, der, beiderseits durch
flache Boden abgeschlossen, von einer Anzahl schmiedeeiserner Heizröhren parallel
zur Cylinderachse durchzogen ist. Die Rohre sind in den beiden Rohrwänden entweder
bloss aufgeradelt oder auch umgebördelt und können im Viereck oder Sechseck
angeordnet sein.
Bei gutem Speisewasser, das keinen zu harten Kesselstein absetzt, können die beiden
Rohrböden umgeflanscht und mit dem Rohrkesselmantel durch Nietung verbunden werden,
bei schlechtem Speisewasser jedoch, bei dem ein zeitweises, vollständiges Versetzen
der Rohre vorkommt, wird das Rohrbündel ausziehbar gemacht, und zwar einerseits
mittels Winkelring und Schrauben, andererseits mittels besonderen Rundbodens und
Stiftschrauben. Die Verschraubungen werden durch mehrtheilige gusseiserne Kappen
oder durch Chamottemauerwerk vor den Verbrennungsgasen geschützt.
Behufs Reinigung der Heizröhren von Schlamm und Kesselstein ist ferner jedes
Rohrkesselelement sowohl von dem Schlammsack, der in einen Längskanal nach unten
mündet, als auch vom oberen Längskessel aus durch den Verbindungsstutzen befahrbar,
im Rohrkessel aber ist durch Auslassen der mittleren Rohrreihen eine Gasse gebildet,
von der aus die Rohre leicht gereinigt werden können.
Die Kürze der Röhrenkesselelemente und die damit zusammenhängende geringe
Verschiedenheit der Ausdehnungen der Röhren und des Mantels verbürgen das
Dichthalten der Röhren, während durch die nur einseitige starre Stutzenverbindung
der Elemente mit dem oberen Langkessel dieselben sich frei nach allen Seiten
ausdehnen können.
Als Feuerung kann bei dem System jeder Rost und jedes Brennmaterial oder auch die
Ueberhitze irgend eines Ofens verwendet werden. Das erste Röhrenkesselelement wird
stets als Flammenwender benutzt, und es wird darauf Rücksicht genommen, dass die
unteren Partien der Elemente, in denen sich Kesselstein und Schlamm ablagert, nie
von Feuer oder heissen Gasen getroffen werden.
Die einzelnen Rohrkesselelemente sind unter einander parallel und senkrecht zur
Richtung der Feuergase angeordnet, so dass die Gase folgenden Weg zurücklegen: Nach
dem Durchgang der Feuerung bestreicht die Flamme sowohl die oberen Mäntel der
Rohrkesselelemente, als auch den Langkessel, soweit er vom Wasser benetzt ist. Beim
hintersten
Elemente fallen die Gase herunter, treten in einer Schlangenlinie durch die
einzelnen Rohrbündel, bis sie, beim vordersten angelangt, unter die
Röhrenkesselmäntel und von hier aus in den Kamin geführt werden.
Die Anordnung mit einem Rohrkesselelement wird „Simplexrohrkessel“, die mit
zwei Elementen „Duplexrohrkessel“, die mit drei Elementen
„Triplexrohrkessel“ und endlich die mit vier oder mehr Elementen
„Multiplexrohrkessel“ benannt.
Die Rohrquerschnitte der einzelnen Elemente sind nicht unter einander gleich, sondern
den jeweiligen mittleren, absoluten Gastemperaturen proportional, so dass demnach
die Querschnitte der Rohre von Element zu Element kleiner werden. Dies wird erreicht
entweder durch eine abnehmende Anzahl von Röhren oder durch Rohre von immer
kleinerem Kaliber. Durch diese Anordnung wird annähernd gleiche Geschwindigkeit der
Gase erzielt.
Als weiterer Vortheil dieser Anordnung gilt Folgendes: „Je länger ein Heizrohr mit
überall gleich grossem Querschnitt ist, desto grösser ist der Entfall an
wirksamer Heizfläche, da das Rohr nur am Anfang von den strömenden Gasen voll
ausgefüllt wird, gegen das Ende zu aber nur theilweise, und zwar ungefähr in
demselben Verhältniss, wie die Temperatur der Gase abnimmt. In Folge dieser nur
theilweisen Ausfüllung des Querschnittes mit strömenden Gasen ist auch die
Wirksamkeit der Heizfläche um so geringer, je grösser das Temperaturgefälle in
jedem Rohr ist. Je kleiner demnach das Temperaturgefälle in den einzelnen
Rohrbündeln gemacht wird, je mehr Rohrkesselelemente also angeordnet werden,
desto ausgiebiger ist die Heizfläche, desto näher kommt man dem idealen Zustande
der vollkommenen Heizflächenberührung durch die Gase.“
Aus diesem Grunde sind die kurzen Rohrkesselelemente mit abnehmendem Rohrquerschnitt
und kurzem Temperaturgefälle langen Heizröhren überlegen.
Beim „Simplexrohrkessel“ ist daher das Temperaturgefälle in den Röhren
„einstufig“, beim „Duplexrohrkessel“
„zweistufig“, beim „Triplexrohrkessel“
„dreistufig“ u.s.w.
Man kann jedoch auch das Temperaturgefälle im Simplexrohrkessel zweistufig, im
Duplexrohrkessel drei- oder vierstufig, im Triplexrohrkessel vier-, fünf- oder
sechsstufig u.s.w. gestalten, indem man die Züge so anordnet, dass man nur die
Hälfte eines Rohrbündels als einen Zug macht, was durch Einsetzen einer senkrechten
Mauer zwischen den jeweiligen Zügen oder den Rohrbündelhälften geschieht.
Bei Ausnutzung der Ueberhitze hinter Schweiss- und Puddelöfen oder Recuperatoren kann
entweder die Anordnung der Rauchzüge wie oben durchgeführt werden oder es können die
einzelnen kurzen Rohrkesselelemente hinter einander aufgestellt werden, so zwar,
dass der Gasstrom zuerst durch die Rohre geht, im zweiten Zuge die Rohrkesselmäntel
aussen und im dritten Zuge den ganzen Oberkessel bestreicht.
Bei Raummangel können die Rohrkesselelemente auch über einander gelegt werden, und
zwar so, dass man entweder die oberen Elemente mit einem Dampfraum ausstattet oder
über dieselben noch einen Langkessel anordnet. – Die Gasführung ist dann
übereinstimmend mit der früher erwähnten.
Behufs Reinigung der Heizrohre von Flugasche ist in den Seitenmauern für jedes
Element je eine Putzthür eingesetzt, welche aus zwei schmiedeeisernen, gegen
einander gewölbten Böden besteht.
Der innere Boden wird durch irgend eine Isolirmasse (Cementmörtel oder Asbestpappe)
vor der Einwirkung der Flamme geschützt. Da die Rohre sehr kurz sind, lassen sie
sich leicht putzen. Der Zwischenraum zwischen je zwei Kesselbatterien braucht nur so
gross zu sein, dass man die verschiedenen Röhrenbündel herausziehen, überhaupt
bequem putzen kann. Die seitlichen Kammern, in welchen die aus den Röhren tretenden
Gase ihre Richtung ändern, sind von dem centralen Aschenkanal aus befahrbar, von
welch letzterem man auch durch Putzluken den letzten Zug unterhalb der
Rohrkesselelemente besteigen kann.
Die Dampfentnahme erfolgt in üblicher Weise. Die Speisung geschieht von der Stirnwand
des Oberkessels aus mittels eines langen Rohres, welches unterhalb des
Wasserspiegels zahlreiche Löcher hat, aus denen sich das kalte Wasser rasch
vertheilt. Das System ist bis zu etwa 250 qm Heizfläche bei Spannungen bis 15 at zu
empfehlen.
Was den Kostenpunkt des Systems anbelangt, so sieht man sofort aus den geringen
Abmessungen der einzelnen Constructionstheile und dem daraus herrührenden geringen
Gewicht, dass dasselbe den Mitbewerb mit jedem anderen System aufnehmen kann.
Während das Verhältniss des Rohrgewichtes zum Totalgewicht hier je nach der
betreffenden Spannung und je nach Wahl eines einfachen oder mehrfachen Rohrkessels
zwischen 25 und 30 Proc. schwankt, haben wir bei anderen Grosswasserraumkesseln nur
das Verhältniss von 10 bis 15 Proc. aufzuweisen.
Als Beispiel, wie es in der Praxis bereits in Witkowitz vielfach ausgeführt ist,
diene Folgendes:
Ein Simplexkessel für 7 at effectiver Spannung mit 50 qm effectiver Heizfläche wiegt
ohne Armatur 3550 k, wobei das Rohrgewicht 850 k beträgt.
Ein Duplexkessel für 8 at effectiver Spannung mit 144 qm Heizfläche wiegt ohne
Armatur 10800 k, wobei das Rohrgewicht 2700 k beträgt. Im Witkowitzer Eisenwerke
sind derzeit (April 1893) bereits 1500 qm Heizfläche im Betriebe.
Im Juli 1892 wurde in dem Stabeisenwalzwerke zu Witkowitz ein Versuch mit dem
beschriebenen Kesselsysteme angestellt, dessen Ergebnisse in der nachstehenden
tabellarischen Zusammenstellung enthalten sind:
Mittlere Dampfspannung in Kilo für 1 qc
absolut
5,8
Mittlere Speisewassertemperatur in
Grad Celsius
62,0
Speisewasserverdampfung für 1 qm Heiz- fläche und 1
Stunde in Kilo
17,33
Absoluter Wärmeeffect der Kohle in Ca- lorien
7193,00
Brennmaterial in 1 Stunde und für 1 qm Rostfläche in
Kilo
92,00
Fuchstemperatur in Grad Cels. im Mittel
283,00
1 k Kohle verdampft (ohne mitgerissenes Wasser) in
Kilo
9,702
1 k Kohle verdampft theoretisch in Kilo
12,13
Theoretisches Luftquantum für 1 k Brenn- stoff in
Kilo
9,621
Factisches Luftquantum für 1 k Brenn- stoff in
Kilo
18,461
n facher
Luftüberschuss n =
1,918
Theoretische Initialtemperatur in Grad Celsius
2650,00
Factische Initialtemperatur in Grad Celsius
1510,00
Nutzeffect der Anlage (ohne Berücksichti- gung
des mitgerissenen Wassers) relativ in Procent
79,96
Nutzeffect derselben (mit Berücksichti- gung) absolut
in Procent
75,00
Kaminverlust in Procent
17,45
Verlust durch unvollkommene Verbren- nung am Rost in
Procent
5,42
Wegen der Einzelheiten des Versuches verweisen wir auf die angeführte Quelle.
Textabbildung Bd. 291, S. 200Kessel von Hall. Der Kessel von J. P. Hall in Sydenham, Kent.,
ist in England unter Nr. 15501 vom 15. August 1893 patentirt worden und in den Fig. 41 und 42 dargestellt. Er
besteht im Wesentlichen aus den beiden ringförmigen Wasserbezieh. Dampfräumen A und B, die durch
Wasserrohre C mit einander verbunden sind. Der untere
Raum A ist nahezu halbkreisförmig. In die Platte D sind die kreisförmig angeordneten Röhren C eingesetzt, sie lassen eine Lücke frei, die zum Rost
E Zutritt gewährt. Der obere Raum B hat einen geringeren Durchmesser, ist aber überhöht
gebaut, um als Dampfdom zu dienen. Zur Verstärkung des Wasserumlaufes sind zwei
grössere Röhren G mit einem Leitungsrohr H angeordnet. Der obere Raum ist mit feuerfestem
Material bedeckt, um die dort befindliche Kesselwandung vor zu grosser Hitze zu
schützen. Das Ganze ist von einer kuppelförmigen Hülle J eingeschlossen, die sich auf die Platte D
des Ringes A stützt.
Textabbildung Bd. 291, S. 200Fig. 43.Mills' Wasserröbrenkessel.Mills' Wasserröhrenkessel ist durch englisches Patent
Nr. 949 vom 16. Januar 1893 für J. Mills in Manchester
und J. E. Mills in Heywood geschützt. Wie Fig. 43 zeigt, besteht er aus einem Vorkessel B mit einer Feuerbüchse A,
von dem aus zwei Röhren C und F zum Oberkessel D führen. Die Wasserröhren
J stehen an ihren Enden mit den Köpfen H und G in Verbindung, von
dem höherliegenden Kopfe führt ein Rohr E, welches Rohr
C umfasst, den Dampf in den Oberkessel. Der Kopf
H ist auf Rollen J1 beweglich, um den nöthigen Spielraum für die
Ausdehnung zu erleichtern. Von hier aus führt ein Rohr das erforderliche Wasser
dem Vorderkessel B zu. Die Köpfe H und G sind mit
Mannlöchern versehen.
Ein Kessel nach Mills' System ist von Fryer et Cie. gebaut und in Revue industrielle vom 30. Januar 1892 beschrieben worden. Die
Abweichungen von der vorhin beschriebenen Form sind nur gering, seine Grössen werden
wie folgt angegeben: Durchmesser des Feuerraumes aussen 1,52 m, innen 0,95 m, Länge
2,50 m, Verbindungsrohr zum Oberkessel 0,25 m, Länge des Rostes 1,83 m, stündliche
Verdampfung bis 1,800 1; die Verdampfung wurde auf das 9,65fache gebracht, mittlere
Verdampfung 17 k für jedes Quadratmeter Heizfläche, Kohlenverbrauch 1,95 k.
Vergleichende Versuche mit einem Kessel nach Babcock
und Wilcox ergaben bei letzteren 52 Proc. Ausnutzung
des Brennmaterials, während der Mills-Kessel 73 Proc. zeigte.
Textabbildung Bd. 291, S. 200Kessel von Andrews. Der Kessel von J. Andrews in
Barrow-in-Furness, Lancaster (Englisches Patent Nr. 13185 vom 19. Juli 1892), hat
zwei Roste C (Fig. 44 und 45), in dessen Höhe drei
Wasserröhren B B B1
angebracht sind. Oben sind zwei Wasserröhren E von
trapezförmigem Querschnitt, die beide durch Röhren G an
den kreisförmigen Oberkessel E1 angeschlossen sind. Die Theile B und E sind durch
Wasserröhren mit einander verbunden. Um den Wasserumlauf zu beschleunigen, sind
senkrechte Röhren J angebracht, die in wagerecht
liegenden Röhren H das Kesselwasser den Röhren B B1 zuführen.
Dem Oberinspector der Dampfkessel-Untersuchungs- und -Versicherungsgesellschaft a. G.
in Wien, Peter Zwiauer, ist durch das
österreichisch-ungarische Privilegium vom 27. October 1892 (D. R. P. Nr. 65702 vom
11. Februar 1892) eine Neuerung an Wasserröhrenkesseln geschützt, durch welche eine
vollkommene Trocknung bezieh. Ueberhitzung des Dampfes erreicht werden soll, wobei
dieser Vorgang im Kessel selbst zwanglos erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass
ein beliebig gestalteter Wasserröhrenkessel mit einem oder mehreren getheilten
Oberkesseln verbunden wird, zwischen denen Wasser- und Dampfröhren derart eingesetzt
sind, dass die Heizgase diese Röhren bestreichen und dadurch eine Trocknung bezieh.
Ueberhitzung des Dampfes auf seinem Wege zur Dampfentnahme bewirken, wie Fig. 46 veranschaulicht.
Dieser Dampfkessel besteht aus einem Wasserröhrenkessel, welcher durch zwei
Wasserkammern A mit dazwischen liegenden Wasserröhren
B gebildet wird und durch Stutzen C C1 mit den
Oberkesseln verbunden ist. Jeder dieser Oberkessel besteht aus zwei Theilen D D1, welche in ihrer
unteren Hälfte durch Wasserrohre E und in der oberen
Hälfte durch Dampfrohre F verbunden sind. Der
rückwärtige Theil D1
trägt den Dampfdom G und die Speisewasserzuführung. Die
Zugführung der auf dem Roste H entwickelten Heizgase um
die geneigt
angeordneten Wasserröhren B wird durch die Wände J und J1 bewirkt. J2 ist eine in die Wand J eingesetzte stellbare Thür.
Textabbildung Bd. 291, S. 201Zwiauer's Wasserröhrenkessel. Beim Anheizen des Kessels wird die Thür J2 geöffnet, so dass die Wirkung der Heizgase auf die
Wasserröhren B beschränkt und verhindert wird, dass die
sonst auch die Dampfröhren F des Oberkessels
umspülenden Heizgase diese Röhren F bereits an der
Dampfentnahme zu stark erhitzen. Sobald in den Wasserröhren B die Dampfentwickelung beginnt, wird die Thür J2 geschlossen und die Heizgase
bestreichen nunmehr auch die Röhren E und F des Oberkessels in einem oder mehreren Zügen.
Das durch den vorderen Stutzen C aufsteigende Gemenge
von Wasser und Dampf scheidet sich in dem geräumigen vorderen Theil D des Oberkessels; der Dampf durchzieht auf dem Wege
zum Dome die Röhren F, wodurch er, da diese von den
Heizgasen umspült werden, getrocknet und überhitzt wird, das Wasser dagegen strömt
durch das Rohr E in der Richtung des Umlaufes dem
Theile D1 des
Oberkessels zu. Die Bewegung des Kesselinhaltes wird hierbei noch durch die
Einführung des Speisewassers im rückwärtigen Ende des Oberkessels unterstützt, weil
das kältere Wasser sofort nach abwärts sinkt und durch den Stutzen C1 in den Umlauf
eintritt.
Nachdem die Heizgase ausgenutzt sind, werden sie bei C1 in den Rauchkanal bezieh. in den
Schornstein abgeführt.
Da der gesammte in dem Röhrenbündel B erzeugte Dampf
durch den Stutzen C nach oben strömt und den nächsten
Weg zum Dome G sucht, so wird er bei seinem Durchgange
durch die der höchsten zulässigen Feuerwirkung ausgesetzten Röhren F vollständig getrocknet bezieh. überhitzt; da ferner
die Heizgase, bevor sie zu den Röhren F gelangen, die
benetzten Heizflächentheile in einem Ausmaasse gleich der zwanzigfachen Rostfläche
bestreichen, so wird auch bei schwachem Betriebe eine Ueberhitzung von 10 bis 20° C.
erreicht, welche genügt, um gesättigten, trockenen Dampf der Verwendung zuführen und
Verluste durch Abkühlung in der Leitung decken zu können.
Als neu und Gegenstand des Privilegiums wird beansprucht:
1) Ein Wasserröhrenkessel, bestehend aus den Kammern A
A, welche durch dicht eingesetzte Wasserröhren B verbunden sind.
2) Die Verbindung des unter 1) genannten oder eines anderen beliebig gestalteten
Wasserröhrenkessels mit einem oder mehreren getheilten Oberkesseln, deren Theile D D1 bezieh. durch
Wasser- und Dampfröhren E und F derart mit einander verbunden sind, dass die Heizgase diese Röhren
bestreichen und dadurch eine Trocknung bezieh. Ueberhitzung des Dampfes auf seinem
Wege zur Dampfentnahme bewirken. –
Der Stirling-Wasserrohrkessel wird vom Engineering and Mining
Journal vom 24. December 1892 als empfehlenswerth geschildert. Der in Fig. 48 dargestellte Kessel hat im oberen Theile drei
Oberkessel für Wasser und Dampf von 36 Zoll Durchmesser, im unteren Theile einen
Wasserrohrkessel von 42 Zoll Durchmesser; letzterer ist durch 3¼'' Wasserröhren mit den oberen Kesseln verbunden. Der
Zug der Feuergase wird durch feuerfeste Wände bewirkt, welche die Gase in der
dargestellten Richtung wirksam um die Wasserröhren führen. Als besonderer Vortheil
wird a. a. O. angeführt, dass in Folge wirksamer Erwärmung fast aller Kesselstein in
Pulverform abgeschieden wird und leicht entfernt werden kann. Nach Lösung von vier
Mannlochverschlüssen ist jede Verbindungsstelle der Röhren zugänglich.
Textabbildung Bd. 291, S. 201Fig. 48.Stirling- Wasserrohrkessel.Tom Möhlen und Seebeck bauen Kessel mit Innenfeuerung
und schräg liegendem Wasserrohrbündel (D. R. P. Nr. 71224 vom 4. März 1892) nach
Fig. 49. Der Abzug der Rauchgase erfolgt entweder
durch ein senkrechtes Rauchrohr in die Höhe oder durch eine seitlich angebaute
Rauchkammer.
Die untere Feuerbüchse bildet den Verbrennungsraum, in der oberen Feuerbüchse sind
Wasserrohre schräg angeordnet, welche, um ein leichteres Ausziehen derselben zu
ermöglichen, oben erweitert sind. In der oberen Feuerbüchse ist eine Reinigungsthür
angebracht, um Rohre und Wandflächen auch während des Betriebes reinigen zu
können.
Im Mantel des Kessels befinden sich zwei Mannlöcher, und zwar je eines oberhalb
der untersten und der obersten Feuerbüchse; sie gestatten einen leichten Eintritt in
das Innere des Kessels, selbst bei der kleinsten Grösse, und ist somit die Reinigung
des Kessels von Kesselstein schnell zu bewirken.
Textabbildung Bd. 291, S. 202Fig. 49.Kessel von Möhlen und Seebeck. Der Umlauf des Wassers bei diesem Kesselsystem ist günstig; das
Kesselwasser wird in den Wasserrohren erhitzt und fällt zwischen Feuerbüchse und
Hülle herab. Die Verdampfung soll sehr günstig sein. Der Raumbedarf dieser Kessel
ist gering. Der Kessel wird in Grössen von 2 bis 60 qm Heizfläche in 20 Nummern
angefertigt; die Anfertigung erscheint uns etwas schwierig, ebenso Reparaturen.
Der Kessel von J. Hawley in Openshaw, Lancashire
(Englisches Patent Nr. 16251 vom 10. September 1892), besteht (Fig. 50 und 51) aus einem Oberkessel
B und einem Unterkessel C, die mit geraden Röhren D unter einander
verbunden sind. Letztere sollen den Umlauf des Wassers befördern. Das Kennzeichnende
des Kessels sind die vom Unterkessel zum Oberkessel führenden Spiralrohre A, die zu beiden Seiten und in der Mitte des Kessels
angebracht sind. Die Spiralröhren sind von Stahl. Die Heizgase werden durch
eingemauerte Rippen veranlasst, die Spiralröhren wirksam zu umstreichen. Die Bauart
eignet sich für Landkessel und Schiffskessel.
Ein Kessel, der keinen Anspruch auf neue Constructionen erhebt, sondern nur möglichst
viele gute Eigenschaften in sich vereinigen soll, ist von H.
Martin in Sottleville-lès-Rouen angegeben und im Bulletin de la Société d'Encouragement, 1893 Augustheft, beschrieben. Er
hat 150 qm Heizfläche und besteht aus zwei neben einander liegenden Kesselkörpern
K (Fig. 52 bis 54) von 4,390 m Länge
und 1,500 m lichtem Durchmesser, die von je 28 Messingröhren L von 120 mm Weite durchzogen sind. Mittels zweier
Stutzen N ist die Verbindung mit dem Dampfbehälter M hergestellt, auf dem der ein Mannloch enthaltende Dom
O von 3,280 m Länge und 1 m Weite angebracht ist.
Von den Kesselkörpern K gehen je drei
Verbindungsstutzen F zu den unten liegenden Röhren D von 4,260 m Länge und 550 mm Weite, welche vom Feuer
umspült sind.
Textabbildung Bd. 291, S. 202
Kessel von Hawley.
Ein ähnliches Rohr A dient zum
Vorwärmen des Speisewassers und steht durch ein 150 mm-Rohr B mit dem Kesselkörper K in Verbindung. Diese
sieben wagerechten Röhren bilden mit Hilfe zwischen gelegter Rundeisen eine
wagerechte Leitungswand für die Feuergase, und sind auf den Mauerkörpern R gelagert. Jedes dieser Rohre hat einen
Mannlochverschluss. Die Flamme umspült alsdann, während sie nach der Vorderseite
sich bewegt, die Aussenfläche der Kesselkörper K.
Zuletzt durchstreicht sie die Röhrenbündel L und
entweicht in den Schornstein. Das Speisewasser wird im Rohre A hinreichend erwärmt, um den Kesselstein abzuscheiden. Der Kessel fasst
über 15000 l Wasser und 6700 l Dampf, nimmt aber trotzdem nur einen Raum von 6 m
Länge, 4,50 m Breite und 4 m Höhe in Anspruch. Auf leichte Zugänglichkeit und
Reinigung des Kessels ist mit Erfolg Bedacht genommen worden, wie sich auch beim
Betriebe herausgestellt hat. Bei einem Versuche zeigte der Kessel nach einstündigem
Heizen 6 at Druck, die Verdampfung war eine 8,6fache, und es wurden bei Anwendung
von Cardiffkohle stündlich 14 k Wasser (von 15°) auf dem Quadratmeter
Kesselheizfläche verdampft.
Textabbildung Bd. 291, S. 202Kessel von Martin. Der Heissdampfmotor von Schmidt sucht hohe
Dampfspannung zu benutzen und insbesondere durch Ueberhitzung des Dampfes den höchsten
Grad von Oekonomie dadurch zu erreichen; dass der Dampf ohne Condensationsverluste
zur Wirkung kommt. Bei der ersten Benutzung überhitzten Dampfes zeigte sich, dass
die Maschinen ungewöhnlich rasch und stark abgenutzt wurden und die Dichtung
angegriffen wurde.
Nach einer Mittheilung de Grahl's in der Zeitschrift des Verbandes der
Dampfkessel-Ueberwachungsvereine vom 15. August 1893 ist es dem Ingenieur
Schmidt in Wilhelmshöhe gelungen, die genannten
Schwierigkeiten zu beseitigen und eine theoretisch arbeitende, aber praktische
Heissdampfmaschine zu schaffen, die bei geringem Platzverbrauch den relativ
geringsten Dampf- und Kohlenverbrauch ermöglicht.
Der Schmidt-Motor besteht aus einem stehenden Dampfkessel mit Vorwärmer und
Ueberhitzer und der stehenden Dampfmaschine. Als Dampfkessel ist ein einfacher
Feuerbüchsenkessel mit Quersieder gewählt, dessen Heizfläche nur 3,5 qm und dessen
Wasserquantum nur 0,5 cbm beträgt. Unmittelbar über dem Kessel befindet sich der aus
Rohrschlangen gebildete Ueberhitzer.
Textabbildung Bd. 291, S. 203Fig. 55.Dampfkessel von Schmidt. Der auf 10 at gespannte Dampf gelangt durch die in Fig. 55 mit a
bezeichneten Rohrstutzen in die beiden untersten Rohrschlangen, wird hier entwässert
und tritt dann durch den seitlich angebrachten Recipienten b in den oberen Theil des Ueberhitzers, wo er nach dem Gegenstromprincip
durch die abziehenden Feuergase auf etwa 360° überhitzt wird. – Im Recipienten soll
durch Verlangsamung der Geschwindigkeit ein Ausgleich zwischen überhitztem Dampf und
etwa noch vorhandenen Wasserbläschen stattfinden. – Der Dampf, welcher auf seinem
langen Wege von der ursprünglichen Spannung etwas eingebüsst hat, tritt aus dem
Ueberhitzer bei c durch das Hauptdampfrohr als völlig
trockener Dampf mit 320 bis 350° C. in die Maschine.
Die als Zwilling gebaute Maschine hat zwei neben einander liegende, einseitig offene
Cylinder, welche sich in einem gemeinschaftlichen Gehäuse befinden. Die Kolben sind
sehr lang und gleichfalls offen, um die Kolbenringe stets in einer kühlen Zone zu
halten und jede nachtheilige Wirkung auf sie auszuschliessen. Der Dampfeintritt und
Austritt geschieht am Kopfende der Cylinder durch zwei entlastete Kolbenschieber.
Die Expansion wird durch Verstellen des Excenters mit Hilfe eines
Schwungradregulators bewirkt. Auch sind Vorkehrungen getroffen, dass im Bedarfsfalle
Kolbenringe, Kolbenschieber und Büchsen leicht ausgewechselt werden können.
Die eingehenden Versuche, welche Prof. Schöttler bei
einer Schmidt'schen Heissdampfmaschine vorgenommen hat,
ergaben 8 bis 9 k Dampf für die effective Pferdekraft und Stunde, also im
Mittel einen 55 Proc. geringeren Dampfverbrauch als bei bisherigen
Dampfmaschinen.
Der Schmidt'sche Heissdampfmotor kann bis zu Leistungen
von 30 effectiven ohne weiteres unter bewohnten Räumen aufgestellt werden.
Er hat vor der Gasmaschine den Vorzug, eine einfache Construction und
gleichmässigeren und ruhigeren Gang zu besitzen, sowie unabhängig von den localen
Verhältnissen zu sein. Seine Steuerung richtet sich, wie bei den Dampfmaschinen
überhaupt, bezüglich der Füllungen nach dem augenblicklichen Kraft verbrauch,
während bei der Gasmaschine dieses meist auf Kosten des regelmässigen Ganges
erreicht wird. Rechnet man bei Gasmotoren im Mittel 0,88 cbm Gas auf die Pferdekraft
und Stunde, so gebraucht der Heissdampfmotor nur etwa 1 k Kohle. Es kostet
demnach
die Gaspferdekraftdie Heissdampfpferdekraft
etwaetwa
112
Pfg.Pfg.
in der Stunde.
Ueberdies kann der Auspuffdampf der Heissdampfmaschine,
welcher noch eine Temperatur von 105° C. besitzt, zu Heiz- und sonstigen Zwecken
Verwendung finden.
Textabbildung Bd. 291, S. 203Wasserröhrenkessel von Kantorowicz. Ein ausgeführter 20pferdiger Heissdampfmotor hat Cylinder von 200 mm
Durchmesser und 300 mm Hub; die Tourenzahl beträgt 180 in der Minute. – Ein
30pferdiger Motor dient auf Wilhelmshöhe zum Antriebe einer Lichtmaschine. Der
Kessel besteht hier ebenfalls in einem Feuerbüchskessel mit eingehängten Siederohren
von 12,2 qm Heizfläche und 8 at Ueberdruck. Ein weiterer Motor findet sich auf einer
Ziegelei in der Nähe von Cassel, wo er eine Ziegelpresse mit einer täglichen
Leistung von 15000 bis 16000 Steinen anstandslos treibt. Sein Kreuzrohrkessel hat
5,39 qm Heizfläche, während die Maschine mit 40 indicirten arbeiten soll.
Der Kohlenverbrauch beträgt bei diesem Motor in 10 Arbeitsstunden nicht über 10
Centner mittelgute westfälische Steinkohle. Die Temperatur der von dem eigentlichen
Kessel abziehenden und den Ueberhitzer treffenden Feuergase betrug am Tage der
Kesselabnahme, soweit man sich auf die Messapparate stützen kann, 650°, die
Temperatur des in die Maschine einströmenden Dampfes 265° C.
Die Schmidt'schen Heissdampfmotore werden von L. W. Schröder in Aschersleben gebaut und sind durch
mehrere Patente geschützt.
Der Wasserröhrenkessel mit zwei Oberkesseln und einer dreitheiligen Wasserkammer von
H. Kantorowicz in Berlin (D. R. P. Nr. 67969 vom 8.
Juli 1892) soll einen lebhaften Wasserumlauf erzielen. Zu diesem Zwecke ist folgende
Anordnung
getroffen (Fig. 56 und
57): Denken wir uns
den Umlauf im Oberkessel f beginnend, so gebt von hier
aus das Kesselwasser in die vor sämmtlichen Heizröhren d
e sich hinziehende Abtheilung a der
Wasserkammer a b c und wird mittels des inneren Rohres
e in das eigentliche Verdampfungsrohr d geleitet. Im Rohre d
entwickelt sich der Dampf und steigt naturgemäss an der oberen Seite des Rohres d zur Wasserkammer. Beim Eintritt in dieselbe ist eine
Vorrichtung i angebracht, welche das emporsteigende
Gemisch von Dampf und Wasser trennt; der Dampf steigt in die Abtheilung b der Wasserkammer und wird bei h in den Dampfraum des Kessels g geleitet,
während das aus d noch ausströmende Wasser durch die
Abtheilung c der Wasserkammer in den Wasserraum des
Oberkessels g geleitet wird. Von hier aus vermitteln
die Röhren k und l den
weiteren Umlauf nach f hin, von wo aus ein neuer Umlauf
beginnt. Für die Ausführung der Einrichtung zur Abtrennung des Dampfes bei i schlägt die Patentschrift, die übrigens als Muster
einer ungeschickten Abfassung dienen kann, mehrere Ausführungen vor.
(Fortsetzung folgt.)