Titel: | Feuerungstechnik.Neuere Dampfkessel. |
Fundstelle: | Band 309, Jahrgang 1898, S. 68 |
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Feuerungstechnik.Neuere
Dampfkessel.
Mit Abbildungen.
Neuere Dampfkessel.
Nachdem die Ueberzeugung immer mehr zum Durchbruch gekommen ist, dass hoher
Dampfdruck, verbunden mit starker Expansion des Dampfes, von wirthschaftlichem
Vortheile ist, hat sich der Fortschritt im Kesselbau vorwiegend auf die Ausbildung
des Systems der Röhrenkessel erstreckt. Diese vereinigen in der That verschiedene
Vortheile in sich, zu denen auch wesentlich der geringe erforderliche Raumbedarf
gehört. Bemerkenswerth sind nach dieser Richtung die auch in nachstehendem Berichte
erwähnten Fortschritte des Serpollet-Kessels, der auch in Deutschland allmählich
grössere Verbreitung gewinnt. Der geringe Raumbedarf macht die Röhrenkessel in
erster Reihe für den Kraftbedarf der Schiffe geeignet. Daher ist die häufige
Verwendung derselben bei der englischen Technik und die grosse Anzahl der englischen
Neuconstructionen in Röhrenkesseln erklärlich. Dass manches im Laufe der Zeit aus
dem Kesselprogramm verschwinden wird und verschwinden muss, ist unzweifelhaft. Wir
erwähnen daher manche Construction nur in der Voraussicht, dass sie diesen oder
jenen anregenden Kern enthalten.
Zwerg- und Kleinkessel.
Watson's Zwergkessel. American Machinist gibt
Beschreibung und Abbildung des Kessels von P. Watson in
New York, der in Fig. 1 nach seiner äusseren
Erscheinung und im Schnitt dargestellt ist. Er ist als Kleinkessel ausgebildet, hat
einen kreisförmigen Rost von annähernd 340 mm Durchmesser, 68 gerade einzöllige
Röhren von 550 mm Länge, die in der oberen und unteren Blechwand eingezogen sind und
somit den oberen und unteren Theil des Wassers mit einander verbinden. Die
Siederohre stehen etwas geneigt. Das Innere ist mit einer Eisenplatte versehen,
welche den Zweck hat, die Heizgase zunächst nach aussen zu leiten, so dass sie die
Röhren der Länge nach umspülen und dann nach der Mitte zu in den Schornstein
streichen; auf diesem Wege dienen sie zugleich noch zum Trocknen des Dampfes.
Der obere Theil des Kessels ist aus Kupferblech hergestellt. Der Kessel ist in allen
seinen Theilen leicht zugänglich. Nach dieser Bauweise werden Kessel bis zu 500
und mit 200 Pfund, Quadratzoll geliefert.
Textabbildung Bd. 309, S. 68
Fig. 1.Watson's Zwergkessel.
Der Zwergdampfkessel von Gaillardet (Fig. 2 und 3) dient zum Betriebe
eines Fahrradmotors. Der Kessel befindet sich zwischen den Vorderrädern an einem
Wagenrahmen. Des Rauches wegen ist der Schornstein nach abwärts geführt und mündet
unter dem Rahmen.
Textabbildung Bd. 309, S. 68
Zwergdampfkessel von Gaillardet.
Der Kessel besteht aus dem cylindrischen Mantel, der Rauchhaube e, der Feuerbüchse und dem Rohrsystem. Feuerbüchse und
Mantel sind mit einander verschraubt. Von der Feuerbüchse führt ein Rohr d nach oben, welches durch einen Deckel abgeschlossen
ist und zur Aufnahme des Brennmaterials dient. Die Asche fällt durch den Rost auf
die Strasse oder in einen Sammelkasten. Die entwickelten Heizgase streichen in den
20 mm im Lichten weiten Röhren nachoben und ziehen durch Rohr f ab. Die Anordnung des Fülltrichters d
ermöglicht es, den Kessel ohne Nachfüllen längere Zeit in Betrieb zu halten. Der
Kessel fasst 3 hl Wasser und hat 3,7 qm Heizfläche.
Zu den Kesseln, welche auch für grösseren Kraftbedarf
geeignet sind, gehört die Kesselconstruction von W.
Schmid in Wilhelmshöhe bei Cassel (haben wir 1894 291 203, sowie 1895 297 * 52 besprochen). Durch
Oesterreichisches Privilegium vom 20. Januar 1895 sind dem Erfinder Neuerungen an
einem Dampfkessel mit Ueberhitzer und Vorwärmer geschützt, welche mehrere Vortheile
zeigen.
Die in der Zeichnung (Fig.
4 und 5) in
zwei Abarten dargestellte Neuerung an Dampfkesseln mit Ueberhitzer und Vorwärmer ist
gekennzeichnet durch die Einschaltung einer Regulirvorrichtung, welche es gestattet,
die Einwirkung der aus dem Dampfkessel abziehenden Feuergase beliebig zu regeln.
Textabbildung Bd. 309, S. 69
Kessel für grösseren Kraftbedarf von Schmid.
Durch die Anordnung ist sowohl eine Ausschaltung des Ueberhitzers, als auch des
Vorwärmers von der Wirkung der Feuergase möglich, wie auch eine Vertheilung dieser
Einwirkung der Feuergase auf Ueberhitzer und Vorwärmer nach Bedarf.
Vorwärmer wie Ueberhitzer bestehen aus Röhren, welche als flache Spiralen gewunden
und über und neben einander angeordnet sind, wodurch ein centraler Abzugskanal für
die aus dem Dampfkessel kommenden Feuergase geschaffen ist, welcher zur Aufnahme der
Regulirvorrichtung nicht nur geeignet ist, sondern auch mit einer
Abschlussvorrichtung versehen werden kann, welche durch die Regulirvorrichtung
selbst bethätigt wird und so eine einfache Handhabung ermöglicht. Als Regulirorgan
ist ein Rundschieber verwendet.
In Fig. 4 ist a der Dampfkessel, der mit Quersiedern bb ausgerüstet ist, und der das centrale Rohr c für die abziehenden Feuergase besitzt. Auf diesem
Kessel ist ein aus flach gewundenen Spiralröhren bestehender Ueberhitzer d und Vorwärmer e
aufgebaut. Beide Rohrsysteme werden nach aussen durch den Mantel m abgeschlossen, zum inneren Abschluss dient das bei
i unterbrochene Centralrohr f.
Das Rohr f wird durch einen Deckel k abgeschlossen und besitzt an seiner
Unterbrechungsstelle i eine Regulirvorrichtung r, welche durch die mit Ansatz s1 versehene Stange s und Hebel h bewegt
werden kann.
Wird die Regulirvorrichtung gehoben, so wird bei einer bestimmten Hebung der Ansatz
s1 den Deckel k hochheben und das freie Entlassen der aus dem Kessel
abziehenden Feuergase durch das centrale Rohr nach dem Schornstein n gestatten.
Dieses freie Entlassen der Feuergase ohne Beeinflussung und Erhitzung der
Ueberhitzer- und Vorwärmeröhren ist bei Beginn des Betriebes des Dampfkessels
nothwendig, denn da zu Anfang noch kein Dampf durch die Ueberhitzerröhren streicht,
diese vielmehr durch ein Absperrventil (in der Zeichnung nicht dargestellt) von dem
Kessel abgeschlossen sind, so wäre die Gefahr des Glühendwerdens der
Ueberhitzerröhren sofort gegeben und würde ein Zerreissen derselben bei eintretendem
Druck zur Folge haben, wenn nicht die Anordnung des Vorwärmers und Ueberhitzers zum
Kessel eine vollständige Ausschaltung beider Rohrsysteme gestattete.
Diese Ausschaltung ist bei vorliegender Anordnung (Fig. 4) sehr vollkommen,
denn die durch das Rohr abziehenden Feuergase werden mit Leichtigkeit durch das
centrale Rohr abziehen, wenn der Deckel k abgehoben
ist, und werden nicht den complicirten, durch die eingebauten Spiralrohre
erschwerten Weg zum Ueberhitzer und Vorwärmer einschlagen.
Ist nun im Kessel Dampf entwickelt, so wird das betreffende Absperrventil geöffnet
und der Dampf erfüllt den Ueberhitzer; der Dampf wird durch den Rohrstutzen t dem Ueberhitzer in der untersten Spirale zugeführt.
Es werden also, wenn der Betrieb beginnt und der Deckel k durch Niederlassen der Regulirvorrichtung geschlossen und die
Regulirvorrichtung so weit gesenkt wird, wie Fig. 4 zeigt, alle
Feuergase gezwungen werden, den ringförmigen Zwischenraum, in welchem sich die
Ueberhitzspiralröhren befinden, zu passiren, den darin enthaltenen Dampf zu
überhitzen, danach die Röhren des Vorwärmers zu passiren und zum Schornstein zu
entweichen.
Der Vorgang in diesen Rohrsystemen ist folgender: Die heissesten Feuergase aus dem
Kessel treffen auf den noch nassen Dampf, der durch den Stutzen t der untersten Spirale zugeführt wird, und werden das
in diesem noch nassen Dampf enthaltene Wasser verdampfen und sich stark an demselben
abkühlen, denn durch das Gleichstromsystem, welches für diese Ueberhitzer angewendet
ist, gelangt der heisseste Dampf mit den heissesten Feuergasen in Berührung.
Beim Aufsteigen in den Spiralen des Ueberhitzers wird der Dampf getrocknet und
überhitzt und gelangt endlich durch das Abzugsrohr z
zur Maschine.
Die durch Passiren des Ueberhitzers stark abgekühlten Feuergase umstreichen noch den
Vorwärmer, dem das Speisewasser nach dem Gegenstromprincip bei y zugeführt wird, so dass die verhältnissmässig
heissesten Feuergase auf das verhältnissmässig am meisten schon vorgewärmte
Speisewasser treffen. Es ist bei dieser Anordnung also möglichst für Erhaltung eines
gleich bleibenden Temperaturgefälles gesorgt und dabei die möglichste Ausnutzung der
Feuergase gesichert und zwar ohne Gefahr für Kessel, Ueberhitzer und Vorwärmer.
Wird nun in Folge verminderten Dampfgebrauches der Maschine oder in Folge zu
grossen Feuers auf dem Kesselroste die Ueberhitzung in den Röhren des Ueberhitzers
zu gross, so muss die Regulirvorrichtung in Wirksamkeit treten, d.h. es muss
automatisch oder von Hand der als Regulirvorrichtung dienende Ringcylinder r gehoben werden, derart, dass ein Theil, und zwar ein
kleinerer oder grösserer Theil der Feuergase, von seinem Wege durch die Röhren des
Ueberhitzers abgelenkt wird, und direct durch das Rohr passirt, um dann, den
Vorwärmer durchströmend, doch noch den möglichst grossen Theil seiner Wärme an die
Röhren des Vorwärmers abzugeben.
Es werden die Feuergase diesen directen Weg durch das centrale Rohr stets bei
Eröffnung des Ringraumes einschlagen und von dem complicirten Wege um das
Röhrensystem des Ueberhitzers abgelenkt werden, da dieses centrale Rohr eine
ungehinderte Abströmung der Feuergase ermöglicht.
Wie ersichtlich, ist also bei dieser Anordnung eines aus flachen Spiralen gewundenen
Ueberhitzers, welcher central das Abzugsrohr der aus dem Dampfkessel kommenden
Feuergase aufnimmt, und eines gleichfalls aus Spiralen bestehenden, über dem
Ueberhitzer central angeordneten Vorwärmers unter Einschaltung eines Regulirorganes
zwischen die beiden letzteren in der Weise, dass der Zwischenraum zwischen ihnen
mehr oder weniger geöffnet bezw. geschlossen und so eine Regulirung der Feuergase
erzielt wird, das geeignete Mittel, um alle Anforderungen der Praxis in einfacher
Weise zu erfüllen und denselben gerecht zu werden.
Zur Erläuterung der Zeichnung ist noch Folgendes zu erwähnen:
q ist das Rohr, welches das vorgewärmte Speisewasser aus
dem Vorwärmer nach dem Kessel leitet.
In Fig. 5 ist die
Anordnung im Wesentlichen dieselbe, wie in der Anordnung Fig. 4. Auch hier sind
die beiden central über einander angeordneten, aus Spiralröhren bestehenden Theile,
Vorwärmer und Ueberhitzer durch das Regulirventil von der directen Wirkung der
abziehenden Feuergase ausschaltbar angeordnet.
Während aber bei der Fig.
4 der aus Spiralröhren bestehende Ueberhitzer zu unterst und zunächst den
Feuergasen lag, ist bei Fig.
5 unter dem Ueberhitzer, über welchem sich der in Fig. 4 ebenfalls
dargestellte Vorwärmer befindet, gewissermaassen ein zweiter Vorwärmer angebracht,
der aber nur die Fortsetzung des über dem Ueberhitzer befindlichen Vorwärmers ist,
und dieser zweite Vorwärmer, oder vielmehr letzte Theil des Vorwärmers, befindet
sich unterhalb des Ueberhitzers und liegt demgemäss zunächst der Feuerung. Bezweckt
wird damit, dass man in der Lage ist, eine starke Vorwärmung des Speisewassers
herbeizuführen, ausserdem den Ueberhitzer vollkommen der directen Wirkung der aus
dem Kessel abziehenden Feuergase zu entziehen, so dass sogar nicht die strahlende
Wärme der Feuerung direct zum Ueberhitzer gelangen und auf denselben wirken kann.
Auch hier ist a der Dampfkessel mit Quersiedern b und c das Centralrohr
für die abziehenden Feuergase; d ist der Ueberhitzer
und e der darüber befindliche Theil des Vorwärmers; m ist der Mantel, der diese beiden und auch den
unterhalb des Ueberhitzers liegenden Theil e1 des Vorwärmers umschliesst, der durch Rohr
e2 mit dem
Vorwärmer e in Verbindung steht.
Wie ersichtlich, ist der obere Theil e des Vorwärmers
nach dem Gleichstromprincip, der untere Theil nach dem Gegenstromprincip angeordnet,
f ist das Centralrohr, welches mit seiner
Unterkante nur bis zu dem tiefsten Spiralrohr des Ueberhitzers reicht, und unterhalb
des Centralrohres f ist das Regulirorgan r, ebenfalls aus einem Cylindertheil bestehend, wie in
Fig. 4 angeordnet,
welches durch Zugstange angehoben werden kann.
Die Zugstange greift an einem Kreuz an, welches den Feuergasen den Durchgang durch
den Cylinder r gestattet. Die übrigen Theile sind
dieselben und tragen dieselben Bezeichnungen.
Der Regulircylinder r ist so angeordnet, dass derselbe
in tiefster Stellung etwa den unteren Theil s1 des Vorwärmers nach innen abdeckt, so dass die
Feuergase bei der in Fig.
5 gezeigten Stellung direct durch den Regulircylinder r und den Zwischenraum i
zum Ueberhitzer d gelangen und die darin enthaltenen
Dämpfe überhitzen können, wonach sie abgekühlt noch den Vorwärmer e umstreichen und das Speisewasser erwärmen.
Ist die Einwirkung auf den Ueberhitzer d eine zu
energische, so wird der Regulircylinder r gehoben und
dadurch einem Theil der Feuergase der directe Zugang zwischen dem gehobenen Cylinder
r und dem Rohr c zu
dem Untertheil e1 des
Vorwärmers gestattet, so dass also eine weniger energische Ueberhitzung des Dampfes
stattfindet.
Soll diese Ueberhitzung ganz aufhören, wie dies z.B. bei Abstellung der Maschine
nothwendig ist, so wird der Cylinder r ganz gehoben,
wobei er an das Rohr f stösst, und treten dann
sämmtliche Feuergase durch den Zwischenraum zwischen den gehobenen Cylinder r und c, wirken zuerst auf
den Vorwärmer e1 ein
und nachher, erst abgekühlt, auf den Ueberhitzer, sowie dann auf den zweiten Theil
e des Vorwärmers.
Ist auch diese Art der Regulirung der Feuergase noch nicht genügend, wie sie z.B. bei
Anheizen des Kessels nothwendig erscheint, aus den bei der Anordnung 4 angegebenen
Gründen, so wird der Cylinder r so weit gehoben, dass
der obere Knaggen noch den Deckel k des Rohres f abhebt, wonach die Feuergase direct ohne wesentliche
Beeinflussung des unteren Vorwärmers e1 bezw. Ueberhitzers d
und Vorwärmers e durch das Mittelrohr f entweichen. Die Feuergase können bei der Regulirung
so geleitet werden, dass ein grösserer oder geringerer Theil der Feuergase oder alle
Feuergase zuerst den Vorwärmer oder einen Theil desselben passiren und erst dann zum
Ueberhitzer gelangen.
Die Patentansprüche sind:
1) Die Verbindung eines Dampfkessels a mit einem aus
fortlaufenden Röhren, insbesondere Spiralröhren bestehenden Ueberhitzer d, und einem ebenfalls aus fortlaufenden Röhren
gebildeten Vorwärmer e unter Einschaltung eines
Regulirorganes r zwischen die beiden letzteren in der
Weise, dass die aus dem Dampfkessel a entweichenden
Feuergase bei geschlossenem Regulirorgan r zuerst den
Ueberhitzer d passiren und danach den Vorwärmer e, dass ein Theil dieser Feuergase nach Oeffnen des
Regulirorganes direct nach dem Vorwärmer e geführt
werden kann, zum Zweck einer Regelung der Ueberhitzungstemperatur des Dampfes und
gleichzeitiger Ausnutzungder verbleibenden Wärme der Feuergase zum Vorwärmen des Speisewassers.
2) Die Verbindung eines Dampfkessels a mit einem aus
fortlaufenden Röhren, insbesondere Spiralröhren bestehenden Ueberhitzer d, und einem ebenfalls aus fortlaufenden Röhren,
insbesondere Spiralröhren gebildeten Vorwärmer e, welch
letzterer über dem Ueberhitzer gelegt ist, unter Einschaltung eines Regulirorganes
r zwischen die beiden letzteren in der Weise, dass
die aus dem Dampfkessel a entweichenden Feuergase bei
geschlossenem Regulirorgan r zuerst den Ueberhitzer d passiren und danach den Vorwärmer e, dass ein Theil dieser Feuergase nach Oeffnen des
Regulirorganes direct nach dem Vorwärmer e geführt
werden kann, zum Zweck einer Regelung der Ueberhitzungstemperatur des Dampfes und
gleichzeitiger Ausnutzung der verbleibenden Wärme der Feuergase zum Vorwärmen des
Speisewassers (Fig.
4).
3) Die Verbindung eines Dampfkessels a mit einem aus
fortlaufenden Röhren, insbesondere Spiralröhren bestehenden Ueberhitzer d und einem ebenfalls aus fortlaufenden Röhren,
insbesondere Spiralröhren gebildeten, zwischen Kessel a
und Ueberhitzer d angeordneten Vorwärmer e unter Einschaltung eines Regulirorganes r zwischen Kessel und Vorwärmer in der Weise, dass bei
geschlossenem Regulirorgan r die aus dem Dampfkessel
entweichenden Feuergase direct den Ueberhitzer d
passiren, dass dagegen bei geöffnetem Regulirventil entweder alle Feuergase oder nur
ein Theil derselben zuerst nach dem Vorwärmer und dann nach dem Ueberhitzer geführt
wird, zum Zweck einer Regelung der Ueberhitzungstemperatur des Dampfes und
gleichzeitiger Ausnutzung der Wärme der abgeleiteten Feuer gase zum Vorwärmen des
Speisewassers.
4) Die Verbindung eines Dampfkessels a mit einem aus
fortlaufenden Röhren, insbesondere Spiralröhren bestehenden Ueberhitzer d und einem ebenfalls aus fortlaufenden Röhren,
insbesondere Spiralröhren gebildeten, zum Theil zwischen Kessel und Ueberhitzer, zum
Theil über dem Ueberhitzer angeordneten Vorwärmer (e1 und e) unter
Einschaltung eines Regulirorganes r in der Weise, dass
die aus dem Dampfkessel entweichenden Feuergase bei geschlossenem Regulirorgan
zuerst den Ueberhitzer und dann den oberen Theil des Vorwärmers passiren, dass aber
bei geöffnetem Regulirorgan nur ein Theil der Feuergase diesen Weg einschlägt,
während ein anderer Theil erst im unteren Vorwärmer, dann abgekühlt den Ueberhitzer
und schliesslich noch den oberen Theil des Vorwärmers umspülen, zum Zweck einer
Regelung der Ueberhitzungstemperatur des Dampfes und gleichzeitiger Ausnutzung der
verbleibenden Wärme der Feuergase zum Vorwärmen des Speisewassers (Fig. 5).
(Fortsetzung folgt.)