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bindungsstutzen CCC hindurchgehen; die Feuergase ziehen unter dem Gewölbe, [* 3] die Sieder bespülend, nach hinten, dann aufwärts und in dem Zug GG unter dem Hauptkessel wieder nach vorn, endlich in einem zu G parallelen Zug, der von ihm nur durch eine zwischen dem Gewölbe D und dem Kessel A aufgeführte Scheidemauer getrennt ist, zum zweitenmal nach hinten und durch den Fuchs [* 4] K unter dem Regulierschieber M vorbei in den Schornstein. Bei den Ein- und Dreisiederkesseln ist die Einmauerung und Flammenführung eine ganz ähnliche. - Der Ober- oder Hauptkessel der Siederohrkessel erhält 1-1,3 m Durchmesser und höchstens 10 m Länge; die Sieder müssen so weit sein, daß sie bequem befahren werden können (Durchmesser mindestens 0,5 m). Die Verbindungsstutzen müssen, um den sich in den Siedern heftig entwickelnden Dampf [* 5] leicht in den Hauptkessel zu lassen, für jeden Sieder einen Gesamtquerschnitt von mindestens 1/60 der Heizfläche dieses Sieders haben.
Siederkessel mit zwei oder drei Siedern stehen in ihrem Verdampfungsvermögen den Flammrohrkesseln mit Innenfeuerung wenig nach; weil sie aber auf Festigkeit [* 6] günstiger beansprucht sind, können sie aus schwächern Blechen hergestellt werden und kosten daher weniger; anderseits kann man sie aber auch für hohe Dampfdrucke verwenden. Ihre Reinigung von außen und innen läßt sich leicht bewerkstelligen. b) Siederohrkessel mit Zwischenfeuerung haben die Feuerung unter dem Hauptkessel, so daß dieser die erste Hitze empfängt, während die Sieder das zunächst in sie eintretende Wasser für den Hauptkessel vorwärmen, weshalb man in diesem Fall die Sieder auch Vorwärmer (Vorwärmrohre) nennt.
[* 1]
Fig. 13 (Tafel I) zeigt einen
Dampfkessel
[* 7] mit einem
Vorwärmer (Doppelkessel mit Zwischenfeuerung). Unter dem cylindrischen
Oberkessel AB wird auf dem
Rost H gefeuert, so daß die Rauchgase zunächst unter dem Oberkessel entlang nach hinten ziehen,
dann bei K sich nach unten wenden u. am
Vorwärmer CD in einem Seitenkanal von hinten nach vorn streichen, um auf der andern
Seite desselben, nach hinten ziehend, endlich in den
Schornstein zu treten. EF ist das bis nahezu auf den
Boden des
Vorwärmers
geführte Speiserohr, N ein
Stutzen zur
Befestigung des Wasserstandglases etc. (s. unten), M der
Dampfdom, aus dessen oberm
Teil der
Dampf, nachdem
er den größten Teil des beim
Kochen mitgerissenen
Wassers abgegeben hat, zum Verbrauch
entnommen wird.
Bei der in unsrer [* 1] Figur gegebenen Anordnung mit zwei Verbindungsstutzen gleicht sich die Temperatur des im Ober- und Unterkessel befindlichen Wassers bald aus, indem die entstehende Zirkulation das kältere zugespeiste Wasser nach oben und dafür Wasser aus dem Oberkessel nach unten führt. Will man jedoch die Wärme [* 8] der Heizgase möglichst ausnutzen, so bringt man nur einen Verbindungsstutzen an einem Ende des Vorwärmers an, führt das Wasser am entgegengesetzten Ende ein und sorgt dafür, daß dieses Ende die letzte Hitze erhält.
Das Wasser hat dann eine den Heizgasen entgegengesetzte Strömung, und ein solcher Kessel ist ein Gegenstromkessel (Gegenströmer). Hierbei muß man die Vorsicht anwenden, dem Vorwärmer nach dem Speiseende hin ein wenig Neigung zu geben, weil sonst an demselben durch Dampfansammlung leicht das Wasser verdrängt und das entblößte Blech zum Erglühen gebracht wird. Vielfach wendet man Kessel mit zwei Vorwärmern an, bei welchen das Gegenstromprinzip noch weiter ausgebildet ist. In [* 1] Fig. 14 u. 15 (einem Gegenströmer mit zwei unter dem Kessel liegenden Vorwärmern) sind A der Oberkessel, B und B' zwei Sieder, c der Verbindungsstutzen zwischen A und B, D derjenige zwischen B und B', E das Speiserohr, d gußeiserne Stutzen für den Kessel und die Vorwärmer, e der Fuchs. Die Feuergase umziehen die Kesselteile in der durch die Pfeile angegebenen Weise, zuerst unter dem Oberkessel nach hinten, dann B umspülend nach vorn, endlich an B' entlang wieder nach hinten in den Fuchs e. So vorzüglich einerseits die Gegenströmer in Bezug auf Wärmeausnutzung funktionieren, so leiden sie jedoch anderseits daran, daß sich bei ihnen, wenn sie mit kaltem, nicht vorgewärmtem Wasser gespeist werden, an dem Speiseende bald innere und äußere Zernagungen zeigen.
Diejenigen Teile nämlich, in welche das kalte Speisewasser mit einer unter 100° liegenden Temperatur eintritt, beschlagen, wie Fensterscheiben bei kalter Witterung, von den in den Rauchgasen enthaltenen Wasserdämpfen, und die nach und nach herabrinnenden Wassertropfen führen eine Verrostung des Eisens von außen herbei. Im Innern bilden sich bei der Erwärmung Luft und Kohlensäurebläschen, welche zur Oxydation der innern Eisenflächen führen. Dieser Übelstände wegen soll man, wenn man überhaupt die Gegenströmer anwenden will, dieselben stets mit auf 100° vorgewärmtem Wasser speisen (über die dazu erforderlichen Vorwärmer s. unten). Zu den Gegenströmern gehören auch die sogen. Ten Brink-Kessel [* 1] (Fig. 16 u. 17, Tafel II).
Der Teil, von welchem sie ihren Namen haben, die Ten Brink-Feuerung (Ten Brink-Apparat von Ten Brink in Arlen [Baden], [* 9] 1860 zuerst für Lokomotivkessel konstruiert), besteht aus einem quer liegenden kurzen, dicken Rohr, welches von zwei konischen Feuerrohren schräg durchdrungen und mit dem Kessel durch cylindrische Stutzen verbunden ist. In den Feuerrohren befinden sich stark geneigte Roste, in deren Verlängerung [* 10] nach außen rechteckige Zuführungskanäle für die Kohle angebracht sind.
Die Flammen der in dem untern Teil des Rostes brennenden Kohlen streichen über dem von oben her frisch zugeführten Brennmaterial hinweg, bringen dasselbe zur Vergasung und entzünden die Gase [* 11] (s. Feuerungsanlagen [* 12] und Rauchverbrennung). [* 13] Der ganze Kessel wird aus neun mit Wasser gefüllten Rohren L M N, dem Ten Brink-Apparat T und einem Dampfsammler O gebildet. Bei S tritt das Speisewasser in die untersten Rohre ein und tritt auf dem durch die punktierten Pfeile angegebenen Weg in den obern Kessel L und von da als Dampf in den Dampfsammler O, von wo aus die Dampfableitung stattfindet.
[* 1] ^[Abb.: Gegenstromkessel mit zwei Vorwärmern.]
[* 1] ^[Abb.: Fig. 14. Längsschnitt.]
[* 1] ^[Abb.: Fig. 15. Querschnitt.] ¶
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Den entgegengesetzten, durch voll ausgezogene Pfeile markierten Weg machen die auf den Ten Brink-Rosten entwickelten Heizgase. Die Gegenströmung ist also vollkommen durchgeführt.
6) Wasserrohrkessel stehen zu den Siederkesseln ungefähr in demselben Verhältnis wie die Feuerrohr- zu den Flammrohrkesseln; sie bestehen aus einer Anzahl enger, mit Wasser gefüllter Rohre, die durch Zwischenstücke in verschiedener Weise verbunden sind. Sie verdanken ihre Entstehung dem Bestreben, möglichst viel und stark gespannten Dampf (bis zu 10 und mehr Atmosphären) in verhältnismäßig kleinen Kesseln bei großer Explosionssicherheit zu gewinnen.
Natürlich wird hier wegen der engen Gefäße der Wasserraum im Verhältnis zur Heizfläche sehr gering und ist daher auch der im Kessel aufgespeicherte Wärmevorrat ein unbedeutender, aus welchem Grund sich diese Kessel im Gegensatz zu den früher behandelten, mit großen Wassergefäßen versehenen nur da empfehlen, wo es sich um eine ziemlich regelmäßige Dampfentnahme handelt. Die engen Gefäße der Wasserrohrkessel sind schon bei geringen Wandstärken sehr widerstandsfähig und können daher leicht großen Dampfdruck mit Sicherheit aushalten.
Hierzu kommt noch, daß bei diesen Kesseln eine Explosion sich immer nur auf eine oder eine geringe Anzahl der engen Röhren
[* 15] beschränkt, so daß hier die Explosionen im Vergleich zu denen andrer
Dampfkessel viel weniger Schaden anrichten. Aus diesem Grund nennt
man die Wasserrohrkessel auch Sicherheitskessel, nicht explodierende
Dampfkessel etc., obwohl auch bei ihnen von
einer absoluten Sicherheit gegen Explosion nicht die Rede ist. Ein
Dampfkessel mit noch verhältnismäßig weiten Röhren, also ziemlich
großem Wasserraum, und daher für nicht allzu stark wechselnden Dampfverbrauch recht verwendbar ist a) der Röhrenkessel
von Howard (Howardkessel, Howards Sicherheitskessel,
[* 14]
Fig. 18 auf Tafel II).
Derselbe besteht aus vertikalen Wänden von je acht Rohren b, welche mit ihren untern Enden in ein horizontales Rohr a mit acht Stutzen dampfdicht eingepaßt sind, auf ihren Decken aber verhältnismäßig enge Rohre tragen, durch welche sie mit dem darüberliegenden Dampfsammelrohr c in Verbindung stehen. Solche vertikale Rohrwände (Batterien) werden fünf und mehr je nach verlangter Kesselgröße in einen Ofen gelegt, oben durch ein gemeinschaftliches Dampfrohr d, unten durch ein Speiserohr e verbunden.
Die Feuergase ziehen vom Rost aus unter den eng zusammenliegenden horizontalen Rosten nach hinten, dann um die untern Teile der vertikalen Rohre herum nach vorn und über einer gußeisernen Scheidewand hinweg an den obern Rohrstücken vorbei zum zweitenmal nach hinten in den Schornstein. Bei neuern Howardkesseln liegen die Rohre b der Batterien der bequemern Reinigung wegen nahezu horizontal, während die Rohre a, nahezu vertikal liegend, als Dampfsammelrohre dienen. b) Der Bellevillekessel [* 14] (Fig. 19 der Tafel II) besteht aus einem Bündel nahezu horizontal liegender, geschweißter schmiedeeiserner Rohre von 80-100 mm Weite, welche mittels besonderer, aus schmiedbarem Gußeisen hergestellter Verbindungsstücke A zu fünf nebeneinander liegenden Rohrelementen (in der Figur ist nur eins sichtbar) von zickzackförmig aufsteigender Gestalt verbunden sind, so daß jedes Element als ein einziges langes, schwach ansteigendes Rohr betrachtet werden kann. Das Speisewasser tritt durch das allen fünf Elementen gemeinschaftliche Speiserohr B in die untersten Röhren der Elemente, welche die stärkste Hitze erhalten, und bewegt sich teils noch als Wasser, teils als Dampf in jedem Element, sämtliche Rohre durchströmend, nach oben durch das gemeinschaftliche Dampfrohr C und das aufsteigende Rohr F in den Dampfsammler E. HH sind die Roste, L ist ein Schlammsammler, DD sind durch je eine Schraube verschlos-
[* 14]
^[Abb.: Fig. 21 und 22. Heines
Dampfkessel.]
^[Abb.: Fig. 21. Längsschnitt.]
[* 14] ^[Abb.: Fig. 22. Querschnitt.] ¶
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sene Reinigungsöffnungen für die Rohre. Im Prinzip ähnlich ist letzterm Kessel der
Dampfkessel zu Lilienthals gefahrlosem Dampfmotor,
der bei den stehenden Dampfkesseln (s. unten) beschrieben ist. c) Der Rootsche Wasserrohrkessel (Rootkessel,
[* 16]
Fig. 20 der Tafel
II) unterscheidet sich von dem Bellevillekessel dadurch, daß die Anfangspunkte A sämtlicher Rohre R eines
Elements einerseits und die sämtlichen Endpunkte E anderseits miteinander durch eigentümliche Kopfstücke in Verbindung stehen
und alle Rohre des Kessels, nach dem Dampfrohr D um etwa 20° ansteigend, parallel liegen.
Der in einem Rohr entwickelte Dampf wird sich daher nicht durch sämtliche darüberliegende Rohre hindurchzuzwängen brauchen, sondern einen nähern Weg direkt durch die höher gelegenen Verbindungen EE nach dem Dampfsammelrohr D suchen. Auf dem Rost Q brennt das Feuer, dessen Flammen direkt die untersten Rohre mit dem frisch zugespeisten Wasser treffen, um durch die hintere Öffnung der Platte PP, zwischen dieser und einer zweiten Platte P'P' hinstreichend, die mittlern Rohre zu heizen und endlich zwischen PP' und dem Deckengewölbe nach dem Fuchs F zu ziehen, hierbei einesteils den Dampf trocknend, der in den über der Wasserlinie WW liegenden Rohrteilen und im Dampfsammler D vorhanden ist, andernteils das Speisewasser in der Vorwärmschlange rr anzuwärmen. S' ist ein Sammelbassin für das warme Wasser, V sind Ventile, welche ein Ausschalten der Vorwärmschlange und ein direktes Speisen des Kessels durch das Rohr S gestatten.
Die einzelnen hier beschriebenen Kesselsysteme kombiniert man nun noch in der verschiedensten Weise und zwar hauptsächlich
in der Absicht, um die Vorteile der Kessel mit großem Wasserraum und derjenigen mit kleinem Wasserraum
mehr oder weniger zu vereinigen. So verwendet man
Dampfkessel mit Siedern und Rauchrohren zugleich (kombinierte Siederauchrohrkessel),
Dampfkessel mit Siedern und seitlichen Vorwärmern, kombinierte Innenfeuerkessel und Heizröhrenkessel (System Piedboeuf), kombinierte
Siederohr- und Heizrohrkessel (System Piedboeuf), kombinierte Wasserrohr- und Siederohrkessel (System Heine), kombinierte Belleville-
und Rootkessel (System Baissel u. Komp.) u. v. a. Vielfach werden auch die reinen Wasserrohrkessel mit größern
Wassergefäßen verbunden, welche nicht im Feuer liegen, sondern nur den Zweck haben, in ihrem Wasser durch den eintretenden
Dampf Wärme aufspeichern zu lassen, weshalb man bei der Bestimmung ihrer Wandstärken nicht auf Wärmeleitung,
[* 17] sondern nur
auf die Festigkeit Rücksicht zu nehmen braucht.
Diese Gefäße sind daher der Explosionsgefahr viel weniger ausgesetzt als solche von gleicher Form und Größe, deren Wandungen
als Heizfläche dienen. Hierher gehören unter andern die Kessel von
Steinmüller, von Büttner, Walter u. Komp. und von J. G.
Schmidt. Als Beispiel für einen kombinierten Kessel ist in
[* 16]
Fig. 21 u. 22, S. 452, Heines
Dampfkessel dargestellt.
A schräg liegender Oberkessel mit daran befestigten kurzen, cylindrischen Wasserkammern BB, welche durch den Sieder C und
die Wasserrohre DD miteinander verbunden sind. Von dem Rost E ziehen die Heizgase in der Richtung der Pfeile um die Kesselteile
herum. F ist ein Blech, welches die mitgerissenen Wasserteile zurückhalten soll; bei G findet die Dampfentnahme,
bei H die Speisung statt.
Vertikalkessel.
Die Vertikalkessel werden außerordentlich mannigfaltig ausgeführt, jedoch stets so, daß sie äußerlich im ganzen die Form eines stehenden Cylinders zeigen. Es sollen hier außer dem schon erwähnten stehenden Walzenkessel noch beispielsweise beschrieben werden: Der Vertikalkessel von Babcock u. Wilcox [* 16] (Fig. 23, Tafel I) hat Ähnlichkeit [* 18] mit einem Lokomotivkessel, nur sind die Feuerrohre aufrecht gestellt. A ist eine runde Feuerbuchse mit dem Rost B, C der eigentliche cylindrische Kessel mit den Feuerrohren D, durch welche die Feuergase in die Rauchkammer E und den Schornstein F entweichen, bei G findet die Dampfentnahme statt.
Der Fieldkessel
[* 16]
(Fig. 24 u. 25, Tafel I) besteht, wie die vorbeschriebenen,
aus einem cylindrischen Vertikalkessel B mit runder Feuerbuchse A, von welcher aus die Rauchgase durch den den obern Kesselteil
durchdringenden Schornstein C abziehen. Um aber die Flamme
[* 19] an direktem Eintritt in diesen zu hindern, ist
in die Feuerbuchse von obenher ein Hohlkörper aus Schamottemasse D eingehängt, der in derselben einen ringförmigen Raum
herstellt. In diesem hängen von der Feuerbuchsendecke aus zahlreiche dünnwandige, oben offene, unten verschlossene Rohre,
mit Wasser gefüllt, hinab. In diese Rohre sind dünnere Rohre (Kernrohre) mittels dreier Vorsprünge
[* 16]
(Fig.
25) von obenher so eingehängt, daß das Kesselwasser in den Zwischenraum eintreten kann. Es entsteht dann eine starke Strömung
des an der Rohrwand stark erhitzten Wassers und der Dampfblasen in dem Ringraum nach oben und eine entgegengesetzte des minder
heißen Kesselwassers durch die Kernrohre. Der Fieldkessel zeichnet sich durch rasche Dampferzeugung,
Ökonomie an Brennstoff und Gewährung großer Heizfläche in kleinem Raum aus. Der
Dampfkessel zu Lilienthals gefahrlosem Dampfmotor besteht
aus einem langen, dünnen kupfernen oder eisernen Rohr, welches derart spiralförmig gewunden ist, daß zwei von den Windungen
gebildete konzentrische Cylinder entstehen, A
[* 16]
(Fig. 26) mit aufsteigenden, B mit absteigenden Windungen,
beide voneinander durch einen Cylinder aus Eisenblech getrennt. F ist der Rost, bei
[* 16] ^[Abb.: Fig. 26. Kessel zu Lilienthals gefahrlosem Dampfmotor.] ¶