Titel: | Moderne Dampfkesselanlagen. |
Autor: | O. Herre |
Fundstelle: | Band 318, Jahrgang 1903, S. 17 |
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Moderne Dampfkesselanlagen.
Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer in
Mittweida.
(Fortsetzung von S. 810 Bd. 317.)
Moderne Dampfkesselanlagen.
Die Anwendung der Dubiauschen Rohrpumpe an einem
kombinierten Flammrohr- und Feuerrohrkessel der Ersten
Brünner Maschinenfabrikgesellschaft in Brunn ist in den Fig. 123 und 124
wiedergegeben.
Der dargestellte Kessel umfasst 150 qm Heizfläche, ist für 10 Atm. bestimmt und hat
nur einen Dampfraum, von der Glocke der Rohrpumpe abgesehen.
Textabbildung Bd. 318, S. 17
Kombinierter Flammrohr- und Feuerrohrkessel der Ersten Brünner
Maschinenfabrikgesellschaft mit Dubiauscher Rohrpumpe.
Diese Glocke ist über die beiden gewellten Flammrohre gespannt und führt den
aufgefangenen Dampf durch zwei Rohrsysteme in den Dampfraum des Oberkessels. Da das
hintere Rohrsystem fast unmittelbar unter dem Dampfdom mündet, so hat dasselbe eine
Schutzhaube erhalten, um das Hineinschleudern des mitgerissenen Wassers in den
Dampfdom zu verhindern.
Da der Raum zwischen den beiden Flammrohren der sangenden Wirkung der Dubiauschen Röhren sehr stark ausgesetzt ist und
demnach die Gefahr bestellt, dass die oberen, inneren Teile der Flammrohrwandungen
vom Wasser entblösst werden können, so sind zwischen den Flammrohren Leitbleche
(Fig.
124) eingebaut, welche das Wasser an die Flammrohre herandrücken
sollen.
Die Glocke im Unterkessel ist mit einer besonderen Wasserstandsanzeigevorrichtung
versehen, die den Wasserstand unter der Glocke beobachten lässt und besonders eine
Verstopfung der Röhren sofort erkennen lassen würde.
Der Oberkessel besitzt 98 Siederohre von 95 mm Aussenweite; die Mantelbleche
sind doppelreihig genietet, in den Rundnähten überlappt, in den Längsnähten
beiderseitig gelascht.
Die Anwendung nur eines Dampfraumes ist durch die Dubiausche Rohrpumpe gerechtfertigt. Im allgemeinen wird sonst der
Doppeldampfraumkessel vorgezogen, da er infolge des doppelten Verdampfungsspiegels
in der Regeltrockneren Dampf liefert.
Textabbildung Bd. 318, S. 17
Kombinierter Walzen- und Feuerrohrkessel von Montupet mit
Wasserumlauf-Regler.
A. Montupet, Paris, baut bei seinen kombinierten Walzen-
und Feuerrohrkesseln nach den schematischen Fig. 125 und 126 zur
Regelung des Wasserumlaufes über der Feuerplatte einen Schirm ein, der die
aufsteigenden Dampf blasen nach hinten ablenkt, wo sie durch die Verbindungsstutzen,
die mit einer gemeinsamen Haube und einem Abzugsrohr überdeckt sind, nach oben in
den Dampfraum gelangen. Die erzwungene Wasserbewegung vollzieht sich gerade
entgegengesetzt dem natürlichen Umlauf, der sich sonst beim Fehlen der Vorrichtung
einstellen würde. Viel mehr als die Umkehrung der natürlichen Wasserbewegung wird durch die
Vorrichtung nicht erreicht werden können, jedenfalls keine derartige Steigerung der
Bewegung wie beim Einbau einer Dubiauschen
Rohrpumpe.
Der eingebaute Schirm soll auch die Ablagerung des Kesselsteines auf der Feuerplatte
verhindern, indem das Wasser fast horizontal über die Feuerplatte hinweggeleitet
wird, wodurch die festen und schlammigen Bestandteile nach hinten gespült werden
sollen.
Textabbildung Bd. 318, S. 18
Fig. 127. Kombinierter Cornwall- und Röhrenkessel (Reichling-Kessel) von
Reichling & Co.
Der Reichling-Kessel (Fig. 127) von der Firma Robert Reichling & Co., Dortmund und Krefeld,
besteht aus einem kombinierten Cornwall- und Röhrenkessel, bei welchem der
Röhrenkessel hinter dem Cornwallkessel angeordnet und durch einen Stutzen mit
demselben verbunden ist. Ein Dampfsammler verbindet oben die beiden Kessel und nimmt
den in dem Vorder- und Hinterkessel entwickelten Dampf auf.
Textabbildung Bd. 318, S. 18
Kombinierter Flammrohr- und Feuerrohrkessel, System Leinveber.
Zwischen den beiden Kesseln ist eine Wand vorgesehen, deren oberer Teil aus einzelnen
Röhren und deren unterer Teil aus einer Klappe besteht. Die Röhren können aus
Chamotte hergestellt sein und dienen in diesem Falle zur Zuführung frischer
Verbrennungsluft, welche durch kleine Löcher zu den Verbrennungsgasen tritt. Sind
die Röhren aus Eisen, so benutzt man sie gleichzeitig als Wasserröhren. Diese aus
den Röhren gebildete Wand hat den Zweck, die aus den Flammrohren tretenden Gase nach
unten abzulenken und zu verhindern, dass dieselben nur vorwiegend die oberen Röhren
des Kessels durchstreichen. Gleichzeitig wird damit der Vorteil erreicht, dass
infolge der Richtungsänderung derGase die von diesen mitgerissenen
Aschenteilchen nach unten abgeworfen werden.
Die beabsichtigte Einführung von Verbrennungsluft hinter dem Flammrohre muss als
verfehlt bezeichnet werden. Bekanntlich ist man eifrig bemüht, das Ansaugen von Luft
durch Mauerrisse u. dergl. zu verhindern, denn diese Luft nutzt der Verbrennung
nichts mehr, da etwaige un verbrannte Kohlenwasserstoffe mindestens 700° C. zu ihrer
Entzündung erfordern. Diese Luft wirkt nur nachteilig, denn sie erwärmt sich,
vermindert die Temperatur der Heizgase und führt den grössten Teil der aufgenommenen
Wärme in den Schornstein. Selbst wenn die Luft durch die Feuerbrücke zugeführt wird,
kann der Erfolg zweifelhaft sein; hinter dem Flammrohr ist die Luftzuführung jedoch
schädlich, denn hier pflegt die Temperatur bereits weniger, als 600° zu betragen.
Zweckmässiger dürfte es jedenfalls sein, die erwähnten Röhren als Wasserröhren
auszubilden.
Beim Reichling–Kessel kommen die Feuerzüge am Mantel in Wegfall; es soll hierdurch,
weil nur Innenzüge vorhanden sind, die Wärmeabgabe der Heizgase an das Mauerwerk
verhindert werden. Dabei ist aber zu bedenken, dass die Heizfläche verkleinert wird
und dass daher der Reichling-Kessel relativ grösser ausfallen muss als die
kombinierten Feuerröhrenkessel mit Mantelheizung, wenn man mit gleicher
Fuchstemperatur arbeiten wollte. Durch die Anordnung der beiden Kessel
hintereinander wird auch ein grösserer Grundriss als bei übereinander liegenden
Kesseln erforderlich; dagegen ist keine doppelte Armatur notwendig und die
Wasserstandsgläser liegen in bequemer Höhe. Unterhalb des Stutzens, der den Vorder-
und Hinterkessel miteinander verbindet, kann auch ein Dampfüberhitzer angebracht
werden, welcher durch die oben erwähnte Klappe ein- und ausgeschaltet werden
kann.
Wenn von der ausführenden Firma behauptet wird, dass der Reichling-Kessel mit 1 kg
Kohle 10% mehr Wasser verdampft als der beste
Cornwallkessel, so dürfte das kaum durch Versuche zu beweisen sein.
Der kombinierte Flammrohr- und Feuerrohr – Kessel, System Leinveber (Fig. 128 und 129), von
der Firma A. Leinveber & Co., Gleiwitz Bahnhof,
stellt sich als eine Verbesserung des Dupuis-Kessels dar. Der Flammrohrkessel steht
mit einem Stutzen in der Wasserstandshöhe mit dem stehenden Feuerrohrkessel in
Verbindung. Unterhalb beider Kessel liegt ein Sieder, der durch vertikale Stutzen
mit dem Flammrohr- und mit dem Feuerrohrkessel verbunden ist. Der Sieder vergrössert
nicht nur den Wasserinhalt des Kessels, er ermöglicht auch eine gute
Wasserzirkulation und vermeidet besonders den Wassersack am Boden des
Feuerrohrkessels, der sonst manche Uebelstände mit sich bringt. Die Speisung erfolgt
im Feuerrohrkessel. Das kältere Wasser sinkt hier in den Sieder, wird nach vorn
geleitet und steigt hier zum Flammrohrkessel auf, über dessen Feuerplatte die
stärkste Dampfbildung vor sich geht. Die Heizgasführung ist folgende:
Erster Zug: Flammrohr; zweiter Zug: Mantel des Flammrohrkessels; dritter Zug: Sieder;
vierter Zug: Feuerröhren.
Die vom Dampf umgebenen Feuerröhren ermöglichen eine gute Trocknung, vielleicht auch
schwache Ueberhitzung des Dampfes; es empfiehlt sich daher, den Dampf vom
Feuerrohrkessel aus zu entnehmen.
Ein stehender Feuerröhrenkessel ohne Einmauerung nach
der Ausführung von A. Leinveber & Co. ist in der
Fig. 130 wiedergegeben.
Textabbildung Bd. 318, S. 19
Fig. 130. Stehender Feuerröhrenkessel ohne Einmauerung von A. Leinveber &
Co.
Textabbildung Bd. 318, S. 19
Feuerrohrkessel von A. Leinveber & Co.
Die eingetragenen Masse beziehen sich auf einen Kessel von 30,6 qm Heizfläche und 7
Atm. Ueberdruek. Der Kessel ist ohne Feuerbüchse gebaut, die Feuerung ist in dem
gemauerten Unterbau untergebracht. Die85 Feuerröhren von 70 mm äusserem
Durchmesser durchziehen den ganzen Kessel; sieben Röhren sind als Ankerröhren
ausgebildet. Der Kesselmantel ist mit einem besonderen Wasserstandsstutzen versehen,
der zugleich als Mannloch dient.
Stehende Kessel dieser Bauart beanspruchen nur einen sehr geringen Grundriss, müssen
aber mit reinem Wasser gespeist werden, da die Innenreinigung auch dann Umstände
macht, wenn das Röhrensystem durch Abheben des Kesselmantels freigelegt werden kann.
Auch die Auswahl des Brennstoffes muss mit Vorsicht erfolgen, wenn auf hohen
Wirkungsgrad Wert gelegt wird. Wegen der kurzen Feuerzüge sind möglichst
kurzflammige Brennstoffe zu empfehlen.
Der in den Fig.
131 und 132 dargestellte Feuerrohrkessel von A. Leinveber
und Co. hat 10 qm Heizfläche und ist für 6 Atm. Ueberdruck gebaut. Er
besitzt eine Feuerbüchse von zylindrischer Form und ist mit. einer
Schrägrostunterfeuerung für Holz versehen. Der Schrägrost hat 0,7 m Länge und 0,5 m
Breite. Der untere horizontale Planrost von 0,335 m Tiefe kann vorgezogen werden.
Der Kessel wird von 40 vertikalen Feuerröhren von 57 mm Durchmesser durchzogen. Die
Verankerung wird durch vier Rundeisenanker bewirkt.
Stehende Röhrenkessel mit horizontalen Feuerröhren sind
in den Fig.
133 bis 136 schematisch zur Darstellung gebracht. Den Figuren liegt der
patentierte Kessel von O. Meredith, Rock Ferry,
Cheshire zu Grunde.
Textabbildung Bd. 318, S. 19
Stehende Röhrenkessel mit horizontalen Feuerröhren nach Meredith.
Ueber dem Rost befindet sich eine kegelförmige Feuerbüchse, die in eine Kugelhaube
übergeht. Von hier gelangen die Heizgase durch einen seitlichen Stutzen in eine
Heizkammer und von hier in die horizontalen Feuerröhren. Bei der Ausführung Fig. 133 und
134 ist
die Heizkammer allseitig von wasserberührten Heizflächen umgeben. Wo die letzteren
nicht durch die Feuerröhren versteift sind, müssen sie durch Stehbolzen verankert
werden. Bei der Ausführung Fig. 135 und 136 wird die
Heizkammer von der Rohrwand und einer einfachen Umkleidung gebildet. Die Herstellung
des Kessels, besonders der Feuerbüchse, ist jedenfalls mit mehr Schwierigkeiten
verbunden, als bei der üblichen Bauart der stehenden Röhrenkessel; auch lassen sich,
abgesehen von der etwas bequemeren Reinigung der kürzeren und horizontal liegenden
Heizröhren von Russ, keine nennenswerten Vorteile auffinden, welche diese
Schwierigkeiten rechtfertigen könnten.
Etwas zweckmässiger in der Ausbildung der Feuerbüchse erscheint der im übrigen wenig
abweichende stehende Röhrenkessel mit horizontalen Röhren von J. Blake, Middlesbrough, Yorks. Die Fig. 137 bis 137b zeigen
drei verschiedene Anordnungen dieses patentierten Kessels. Bei den beiden ersten ist
die Feuerbüchse aus einem kegelförmigen und einem zylindrischen Teile
zusammengesetzt und oben durch einen gewölbten Boden abgeschlossen. Besondere
Schwierigkeiten dürften hier bei der Herstellung kaum entstehen. Schon weniger
zweckmässig ist die dritte Anordnung, bei welcher sich die Feuerbüchse aus
kugelähnlichen Teilen zusammensetzt. Die Vorteile, welche die Kugelform gegenüber
der Beanspruchung durch den Dampf aufweist, werden reichlich aufgewogen durch die
schwierigere Herstellung und durch die Herabsetzung der Materialeigenschaften
infolge der ungünstigsten Bearbeitungsweise.
Textabbildung Bd. 318, S. 20
Stehender Röhrenkessel mit horizontalen Röhren von Blake.
Textabbildung Bd. 318, S. 20
Lokomobilkessel von Lanz.
Im Anschluss an die im Heft 50 Bd. 317 besprochenen Lokomobilkonstruktionen mögen
hier noch zwei Ausführungen von Lokomobilkesseln nachträglich wiedergegeben
werden.
Die erste in den Fig. 138 bis 138b dargestellte
Konstruktion betrifft einen Lokomobilkessel der Firma Heinrich Lanz in Mannheim.
Der Kessel hat 104,6 qm Heizfläche, arbeitet mit 10 Atm. Ueberdruck und ist für eine
170pferdige Verbund-Dampfmaschine bestimmt. Die Feuerbüchse wird durch ein Wellrohr
gebildet. Die Verwendung eines Wellrohres hat hier gegenüber den glatten
zylindrischen Feuerbüchsen den Vorteil,dass die bei Lokomobilkesseln besonders
wichtige direkte Heizfläche grösser ausfällt und dass verschieden starke
Wärme-Ausdehnungen des Mantels einerseits und der Feuerrohren andererseits durch die
Elastizität des Wellrohrs ausgeglichen werden, sodass die Befestigungsstellen der
Siederöhren in den Rohrwänden weniger leicht leck werden.
Wie bedeutend die Temperaturunterschiede des Wassers beim Anheizen eines gewöhnlichen
Lokomobilkessels ausfallen können, hat C. Bach durch
seine VersucheZeitschrift d. V. d.
Ing. 1901 S. 22 u. f. nachgewiesen; 135 Minuten nach dem Beginn
des Anheizens betrug der durchschnittliche Temperaturunterschied des Wassers oben
und unten noch 141°. Dass hiernach in den Wandungen bedeutende Längen- und
Spannungsunterschiede auftreten müssen, ist ohne weiteres klar. Werden die Heizgase
auch noch unter den Kesselmantel hinweg geführt, so liegen die Verhältnisse etwas
günstiger, weil sich dann eine Wasserbewegung im Kessel ausbildet, die den
Temperaturausgleich bewirkt.
Der Lanzsche Lokomobilkessel ist ebenfalls mit
ausziehbarem Röhrenbündel ausgeführt. Um den Ausbau zu erleichtern, sind unten am
Kesselmantel mittels kurzer Eckwinkel zwei Flacheisengleitschienen 60.20 min
hochkant angebracht, auf welche sich der untere Rand der hinteren Rohrwand
abstützt.
Die vordere Stirnwand erhält zur Befestigung des Röhrensystems und der Feuerbüchse 68
Schrauben, die hintere Stirnwand 58 Schrauben von 1 ¼ Zoll Durchmesser.
Der Mantel des Kessels hat 1,89 m Durchmesser und 18,5 mm Blechstärke; er ist aus
drei Schüssen gebildet, die in den Rundnähten zweireihig überlappt genietet sind.
Die Längsnähte sind mit dopeplten Laschen von 15 mm Dicke versehen. Die innere
Lasche ist breiter und zweireihig genietet; die äussere Lasche nur einreihig
genietet.
Das Wellrohr hat einen Durchmesser von 1,3 und 1,4 m, eine Länge von 2,3 m und eine
Wanddicke von 14,5 mm. Von den 114 Siederöhren sind 90 glatt eingesetzt, 24 mit
Gewinde verankert. Die Lichtweite ist 70 mm, die Aussenweite 76 mm. Die Rohrwände
haben 25 mm Stärke; ebenso die beiden Stirnwände des Kessels. Letztere sind in der
Höhe des Dampfraumes noch durch zwei kräftige Flacheisenanker von 180 . 18 mm
Querschnitt versteift. Die Anker sind durch Eckwinkel an den Stirnwänden befestigt
und in der Mitte zweimal durch Flacheisen von 80 . 12 mm Querschnitt gegenseitig
versteift.
Die Rauchkammer ist aus 6 mm Blech zusammengenietet, mit einer Reinigungsöffnung von
1,25 m Durchmesser und entsprechender Thür versehen; die Heizgase werden nach unten
in den gemauerten Kanal geführt.
Die zweite Ausführung betrifft einen Lokomobilkessel mit Ueberhitzer (Fig. 139 und
139a)
von R. Wolf-Magdeburg-Buckau. Diese Firma hat sich um
die Einführung der Dampfüberhitzung beim Lokomobilbetrieb grosse Verdienste
erworben.
Textabbildung Bd. 318, S. 21
Heissdampflokomobile von R. Wolf, Magdeburg-Buckau.
Der aus Spiralröhren gebildete Ueberhitzer wird von den Heizgasen nach dem Verlassen
der Heizröhren bestrichen. Der gesättigte Dampf wird dem Dampfdome entnommen und
strömt durch ein im ersten Teile im Dampfraum gelagertes Rohr nach dem Ueberhitzer
und durch ein ähnlich angeordnetes Rohr zum Schieberkasten des
Hochdruckzylinders.
Die Feuerbüchse des Kessels ist auch hier aus einem Wellrohr hergestellt.
Der grosse Fortschritt, der durch die Einführung der Dampfüberhitzung im
Lokomobilbetriebe durch R. Wolf erzielt wurde, wird am
besten durch die Versuchsergebnisse gekennzeichnet, die Prof. L. Lewicki-Dresden an einer R.
Wolfschen Heissdampflokomobile erzielte.
Der gesättigte Dampf von 190,57° C. wurde auf 329,6° C. überhitzt, wobei die
Temperatur der Fuchsgase 215° C. betrug. Die gebremste Leistung betrug 108,55 PS,
die indizierte Leistung 118,47 PS, sodass sich ein mechanischer Wirkungsgrad von
91,6% ergab. Der Kohlenverbrauch für eine gebremste PS-Std. betrug hierbei nur 0,618
kg; der Dampfverbrauch nur 5,293 kg, was als ein ausserordentlich günstiges Ergebnis
bezeichnet werden muss.
(Fortsetzung folgt.)