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Dampfkessel [2]

[117] Dampfkessel. Feuerung. Ergänzend zu Bd. 2, S. 561, seien ferner erwähnt die Wanderrostfeuerung mit hin und her gehenden Roststäben und die Unterschubfeuerung, bezüglich welcher auf den Art. Feuerungsanlagen verwiesen wird.

Kesselsysteme. Flammrohrkessel. Die verschiedenen Wellrohrarten für Flammrohrkessel sind in den Fig. 1–5 dargestellt, und zwar in Fig. 1 das Fox-, in Fig. 2 das Morison-, in Fig. 3 das Purves-, in Fig. 4 das Deighton- und in Fig. 5 das Pommé-Wellrohr. – S.a. [1], [2], daselbst finden sich auch Angaben über die Längselastizität.

Bei dem Dreiflammrohrkessel von Paucksch, Bd. 2, S. 564, sei noch auf das Paucksche Stufenflammrohr hingewiesen. Dasselbe weist infolge seiner 400–500 mm langen Schüsse mit hohen Umbördelungen verhältnismäßig große Längselastizität auf, die Wärmeübertragung an das Wasser wird durch die vielen Flanschen erleichtert, und es tritt durch die Abstufungen eine Wirbelung der Heizgase ein.

Heiz- oder Rauchrohrkessel. Bei dem in Bd. 2, S. 565, beschriebenen Heiz- oder Rauchrohrkessel mit einem Wasserraum und zwei Dampfräumen (Bauart Piedboeuf, G.m.b.H., Düsseldorf-Oberbilk) wird zwecks Konstanthaltung des Wasserspiegels im Unterkessel die Dampfabführung durch das Ueberströmrohr mittels eines oben an demselben angebrachten [117] Ventiles, das von einem Schwimmer im Unterkessel aus durch eine Stange betätigt wird, reguliert. Bei der neueren Bauart wird die Schwimmereinrichtung umgangen, alle beweglichen Teile vermieden und außerdem die Dampfabfuhr nach dem Oberkessel, die bei der älteren Bauart periodisch erfolgte, kontinuierlich gestaltet durch eine Einrichtung nach D.R.P. Nr. 170352 der Firma D. Dupuis & Co., München-Gladbach, s. [3].[118]

Außer den Heizrohrkesseln mit einem Wasser- und Dampfraum, einem Wasserraum und zwei Dampfräumen, werden häufig ausgeführt die kombinierten Heizrohr-Flammrohrkessel mit zwei getrennten Wasser- und Dampfräumen (s. Fig. 6a, 6b, 6c), Ausführung der Maschinenfabrik Eßlingen. Die Wasser- und Dampfräume sind im Kesselinnern durch nicht absperrbare Rohre verbunden. Dampfentnahme findet nur im Oberkessel statt. Speisung erfolgt meist in den Oberkessel, aus welchem das Wasser durch ein Ueberfallrohr in den Unterkessel gelangt. Anordnung einer besonderen Speiseleitung für den Unterkessel ist vorzusehen, um denselben im Falle Verstopfens des Ueberlaufrohrs getrennt speisen zu können. Das Dampfabzugrohr nach dem Oberkessel muß genügend weit sein, damit nicht bei plötzlicher starker Dampfentnahme der Druck im Unterkessel größer wird als derjenige im Oberkessel und sein Wasserinhalt in den Oberkessel gedrückt wird. Das Ueberlaufrohr muß, damit bei einem eventuellen Ueberreißen des Wassers der Flammrohrscheitel nicht bloßgelegt wird, mindestens 100 mm über diesem endigen. – Weiteres s. [3]–[5].

Beim kombinierten Flammrohr- und Heizrohrkessel, Bauart Reichling, Ausführung der Firma Robert Reichling & Co., Königshof bei Krefeld, liegen Flamm- und Heizrohrkessel hintereinander. Wasser- und Dampfräume sind gemeinsam [3], [4]. – Kann ein einfacher Flammrohrkessel wegen Platzmangels nicht aufgestellt werden, und gestattet schlechtes Speisewasser die Anordnung eines Rauchrohroberkessels nicht, so kommt der kombinierte Flammrohrkessel mit einem, zwei oder drei Flammrohren im Unterkessel und einen oder zwei Flammrohren im Oberkessel zur Anwendung. Wie bei den kombinierten Flammrohr-Rauchrohrkesseln zerfallen die kombinierten Flammrohrkessel in solche mit einem Wasser- und Dampfraum, mit einem Wasser- und zwei getrennten Dampfräumen, sowie mit zwei getrennten Wasser- und Dampfräumen [3], [4].

Dupuis-(Hammer-)Kessel. Um den Nachteil des mangelhaften Wasserumlaufs bei diesem Kessel (s. Fig. 10, Bd. 2, S. 566) zu beseitigen und an Stelle der Unterfeuerung Innenfeuerung zu erhalten, ist der Heizrohrkessel System Leinveber aus einem liegenden Flammrohrkessel, einem dahinter befindlichen stehenden Heizrohrkessel und einem unter den beiden Kesseln befindlichen Walzenkessel zusammengesetzt. Der Flammrohrkessel ist in Wasserstandshöhe durch einen wagerechten [120]

Stutzen mit dem Heizrohrkessel, der Walzenkessel durch je einen senkrechten Stutzen mit Flamm- und Heizrohrkessel verbunden. Die Heizgase durchziehen zuerst das Flammrohr, umspülen dann den Flammrohrmantel, hierauf den Walzenkessel und gehen endlich durch die Heizrohre nach dem Fuchs [4]. – Neuere Rauch- oder Heizrohrkessel für Lokomobilen, Lokomotiven s. [3]–[5]. Ueber die Temperaturverhältnisse im Innern eines Lokomobilkessels während der Anheizperiode s. [6].

Stehende Feuerbüchskessel mit Quersiedern oder Heizrohren. Einen einfachen stehenden Rauchrohrkessel, Ausführung der Firma Wagner & Eisenmann, Obertürkheim, ohne in den Feuerraum hineinragende Siederohre, wie beim Fieldkessel, zeigt Fig. 7 (S. 119). Um die Heizgase besser auszunutzen, wird nach D.R.G.M. Nr. 204939, Ausführung von Eberh. Stahlschmidt in Crenzthal i.W. [3], eine Gasumkehrkammer innerhalb des Kessels angeordnet. Die Heizgase werden durch Heizrohre in die Rauchkammer geführt, von wo aus sie durch längere, im Kesselboden endigende senkrechte Heizrohre in den unter dem Kessel liegenden Abzugskanal gelangen; Feuerbüchse, Umkehrkammer und Heizrohre werden allseitig vom Wasser umspült. Bei dem stehenden Heizrohrkessel der Firma Engel & Udelhofen, Köln-Deutz [3], ist der Rost statt in einer stehenden Feuerbüchse in einem horizontalen Flammrohr angeordnet, das durch ein senkrechtes Abfallrohr mit dem Kesselboden verbunden ist. Die Gase durchstreichen zuerst dieses Rohr, umspülen den unteren Kesselboden und ziehen durch die senkrechten Heizrohre nach der oben angeordneten Rauchkammer ab.[121]

Wasserrohrkessel. Zu 1, Bd. 2, S. 568. Verbindung der einzelnen Rohre unter sich durch Kappen zu einfachen oder doppelten Elementen. – Ein dem Root-Kessel ähnlicher Wasserrohrkessel neuerer Ausführung, ohne Oberkessel und unter bewohnten Räumen aufstellbar, ist »Büttners Sicherheitsdampfkessel« (Glieder-Wasserrohrkessel) der Rheinischen Dampfkessel- und Maschinenfabrik Büttner G.m.b.H., Uerdingen a. Rh. [3].

Zu 2. Verbindung einzelner stehender oder liegender Rohrreihen unter sich durch Kammern. Der Babcock & Wilcox-Kessel hat heute auch in Deutschland große Verbreitung gefunden. Ein Wasserrohrkessel mit ebenfalls aufrechtstehenden schlangenförmigen Sektionskammern, jedoch ohne Oberkessel und unter bewohnten Räumen aufstellbar, ist der Glieder-Wasserrohrkessel System Steinmüller von L. & C. Steinmüller, Gummersbach.

Zu 3. Verbindung der einzelnen Rohre mit einer oder zwei Dampfkammern. Außer den Bd. 2, S. 569, genannten und beschriebenen Kesseln, bei denen beide Kammern durch Verbindungsstützen an den Oberkessel angeschlossen sind, seien noch angeführt die Zweikammerkessel der Firmen: A. Borsig, Tegel, Maschinenbauanstalt Humboldt, Kalk, Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik, Vereinigte Maschinenfabriken Augsburg-Nürnberg, Maschinenfabrik Eßlingen, Jacques Piedboeuf, G. m. b. H., Düsseldorf-Oberbilk, Oberschlesische Dampfkesselwerke B. Meyer, Gleiwitz, L. & C. Steinmüller, Gummersbach und Wagner & Eisenmann, Obertürkheim, s. [3]–[5]. Ueber den Zweikammerwasserrohrkessel mit Quervorlagen der Göhrig & Leuchs'schen Kesselfabrik, A.-G., Darmstadt, s. Tenbrinkkessel, Bd. 8, S. 522. Beim Kessel von Petry-Dereux, Düren i. Rhld., wird das aus dem Oberkessel zurückfließende Umlaufwasser durch eine in der hinteren Wasserkammer parallel zur Rohrwand angeordnete Scheidewand zwangläufig zuerst den unteren Rohrreihen zugeführt. H. Paucksch, A.-G., Landsberg, ordnet zu demselben Zweck zwei parallele Scheidewände senkrecht zur Rohrwand in Verlängerung der beiden äußersten Mantellinien des Verbindungsstutzens an. Zwangläufige Zuführung des Wassers zu den unteren Rohrreihen wird auch erreicht durch besondere Verbindung derselben mit dem Oberkessel. Bei dem Zweikammerkessel der Guilleaume-Werke, G.m.b.H., Neustadt a. H., und der Firma E. Willmann, Dortmund [3], ist der untere Teil der hinteren Kammer, die unmittelbar mit dem Oberkessel nicht verbunden ist, durch ein Rücklaufrohr an den Oberkessel angeschlossen, das den unteren, direkt im Feuer liegenden Rohren die volle Wassermenge zuführen soll. Durch starke Neigung des Rohrsystems, große Querschnitte soll kräftiger Wasserumlauf und hohe Leistung (Hochleistungskessel) erzielt werden.

Beim Wasserrohrkessel der Maschinenfabrik Buckau, A.-G., Magdeburg-Buckau, ist die hintere Kammer zunächst an einen Schlammsammler und dieser erst durch ein weiteres Rücklaufrohr an den Oberkessel angeschlossen. In Verbindung mit einem großen Oberkessel wird hierdurch ein großer Wasserraum geschaffen.

Einen Wasserrohrkessel besonderer Bauart zeigt Fig. 8 (S. 119), Ausführung der Firma Gebrüder Wagner, Cannstatt; die Wasserkammern sind nicht an einen parallel zu den Wasserrohren liegenden, sondern an zwei quer zu denselben angeordnete Oberkessel angeschlossen. Dadurch stehen die Querschnitte für die Wasserzirkulation von der vorderen Wasserkammer durch den Oberkessel zum hinteren Kessel voll zur Verfügung, und es sind keine Verengungen vorhanden.

Beim Kessel der Firma Främbs & Freudenberg, Schweidnitz, schließt die vordere Wasserkammer ebenfalls an einen quer zu den Wasserrohren liegenden Oberkessel an, der seinerseits mit zwei längsliegenden Oberkesseln direkt in Verbindung steht. Die hintere Wasserkammer schließt nicht unmittelbar an die Oberkessel an, sondern ist mit einem unterhalb derselben liegenden engeren Querkessel (Schlammsammler) verbunden, von welchem aus je ein Rücklaufrohr nach den längsliegenden Oberkesseln führt.

Ein Großwasserraum-Wasserrohrkessel ist neben dem Bd. 2, S. 571, beschriebenen Mac-Nicollkessel der Kessel der Rheinischen Dampfkessel- und Maschinenfabrik Büttner, G.m.b.H., s. Fig. 9 (S. 120). Bei demselben ist hinter den Wasserrohren unter dem Oberkessel ein Unterkessel so angeordnet, daß das aus der vorderen Wasserkammer aufsteigende Wasser mittels einer Rinne nach dem vorderen Stutzen des Unterkessels geleitet wird, vom Unterkessel fließt das Wasser durch den hinteren Verbindungsstützen zur hinteren Wasserkammer.

In neuerer Zeit finden die Steilrohrkessel, bei denen die Wasserrohre senkrecht oder wenig geneigt angeordnet sind, weitere Verbreitung. Bei denselben münden alle Wasserrohre unmittelbar in den Oberkessel, wodurch lebhafterer Wasserumlauf als bei Schrägrohrkesseln mit Wasserkammern erzielt wird, bei welchen die Wasserrohre in Kammern endigen, deren Verbindungsstützen mit dem Oberkessel höchstens die Hälfte des gesamten Rohrquerschnittes an Querschnitt besitzen, und bei denen dem aufsteigenden Wasser und Dampf infolge des verschiedenen Richtungswechsels vielfacher Widerstand entgegentritt. Bei den Steilrohrkesseln fallen die Rohrverschlüsse fort, es setzen sich Kesselstein sowie Ruß und Flugasche beim Steilrohr weniger leicht an als beim Schrägrohr, außerdem erfordert der Steilrohrkessel weniger Grundfläche als der Schrägrohrkessel. In Deutschland hat wohl der Garbekessel, in England der Stirlingkessel die weiteste Verbreitung gefunden. Neben diesen Systemen kommen jedoch eine Anzahl anderer, von den genannten mehr oder weniger verschiedene Systeme zur Ausführung.

Einen Garbekessel doppelten Systems mit Kettenrostfeuerung System Dürr in Queranordnung, im Gegensatz zur Längsanordnung nach Fig. 24, Bd. 2, S. 571, Ausführung der Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik, vormals Dürr, Ratingen, zeigt Fig. 10 (S. 120). Ober- und Unterkessel sind jeweils durch gerade Wasserrohre verbunden, während die beiden Ober- bezw. Unterkessel je durch zwei Stutzen miteinander in Verbindung stehen. Die dem Rost zu gelegenen schrägen Rohrbündel dienen hauptsächlich der Dampferzeugung, das hintere senkrechte, durch welches das in den Oberkessel gespeiste Wasser herabsinkt, ist mehr Speisewasservorwärmer. Dadurch wird erreicht, daß die im Speisewasser enthaltenen und bei der Erwärmung ausscheidenden Kesselsteinbildner nicht in den Rohren festbrennen, sondern in den Unterkessel[122] herabsinken, aus dem sie leicht entfernt werden können. Die Rohrplatten mit in parallelen Ebenen stufenartig angeordneten Flächen gestatten das Einbringen einzelner Rohre von der Seite her. Der Oberkessel ist so aufgehängt, daß das ganze Kesselgewicht von ihm aus auf das Fundament übertragen wird; der Unterkessel kann sich entsprechend der Rohrdehnung verschieben. Der einfache Garbekessel besteht nur aus einem Ober- und Unterkessel mit geraden Wasserrohren.

Der Stirlingkessel besteht (s. die schematischen Fig. 11, S. 120) aus zwei oder drei Oberkesseln und einem oder zwei Unterkesseln; gegen Ober- und Unterkessel zu gebogene, sonst gerade Wasserrohre verbinden diese Kesselteile. Die Oberkessel werden durch gekrümmte Wasser- und Dampfrohre verbunden. Der ganze Kessel wird, wie Fig. 12 (S. 121, Ausführung der Hannoverschen Maschinenbau-A.-G.) zeigt, mit seinem Oberkessel in einem eisernen Gerüst so aufgehängt, daß die Unterkessel frei an den Rohren hängen, sich frei verschieben können, und daß das Kesselgewicht ausschließlich auf das Fundament übertragen wird.

Den Steilrohrkessel System Steinmüller zeigen die schematischen Fig. 13 (S. 121). Gespeist wird in den hinteren Karten a des oberen Sammlers b. Durch die Mittelpartie der Rohre des hinteren Rohrbündels fällt das Wasser in den unteren Sammler c, den es nach beiden Enden hin durchfließt, um durch die äußeren Rohre des hinteren Rohrbündels wieder in den oberen Sammler b zu gelangen. Durch die Rohre d tritt das Wasser nach e. Die Niederfallrohre des vorderen Rohrbündels sind seitlich im Mauerwerk[123] untergebracht. Die unteren Sammler stehen nicht miteinander in Verbindung. Die Zirkulation im vorderen Element ist hier unabhängig von der Wasserführung im hinteren Element. Auf dem Weg von a nach e steigt die Wassertemperatur allmählich, und das Wasser fließt mit sehr geringer Geschwindigkeit in c nach den beiden Enden zu, es lagert sich somit der Schlamm am Ende des Kessels ab. Die getrennte Wassernieder- und Hochführung im hinteren Element soll bewirken, daß das vordere Element stets sicher genügend Wasser zugeführt erhält.

Beim Borsigkessel (s. Fig. 14) mit nur einem Ober- und Unterkessel, sind die mittleren Rohre, denen durch einen Einlauftrichter im Oberkessel das Speisewasser zugeführt wird, bis auf etwa ³/₄ ihrer Höhe isoliert, dadurch wird das in denselben herabsinkende Wasser nur so weit erwärmt, daß die Kesselsteinbildner sich ausscheiden und nach dem Unterkessel abfallen können. Der im Unterkessel angeordnete, in der Längsrichtung desselben verlaufende Auslauftrichter soll das vorgewärmte Wasser gut verteilt den Verdampferrohren zuführen, die federnd eingezogen und versetzt angeordnet sind, um von den Heizgasen gleichmäßig bespült zu werden. Der Oberkessel ist fest gelagert, während der Unterkessel, auf Rollen gelagert, seitlich verschiebbar ist.

Eine Kombination von Schrägrohr- und Steilrohrkessel ist der Steinmüller-Universalkessel, Fig. 15. Der Kessel besteht aus einem kurzen Schrägrohrelement a und zwei Steilrohrelementen b, die an den Seiten des Schrägrohrelementes a angeordnet sind. Die Gase steigen im Schrägrohrelement a, in welchem der Dampf zur Hauptsache erzeugt wird, auf, durchstreichen den Ueberhitzer c und werden in den Steilrohrelementen b, die im wesentlichen zur Wärmeausnutzung dienen, nach unten geführt. An den Stirnseiten der Steilrohrelemente b, d.h. an den vier Ecken des Kessels, ist der schmiedeiserne Economiser d untergebracht, welchen die Gase von unten nach oben durchstreichen. Bei Aufstellung eines gußeisernen Economisers hinter dem Kessel sind die Steilrohrelemente b in der Weise unterteilt, daß die Gase in der Mitte der Steilrohrelemente nach unten und an den Stirnseiten nach oben geführt werden.

Literatur: [1] C. Bach, Die Maschinenelemente, 11. Aufl., Bd. 1. – [2] R. Baumann, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 1675 ff. – [3] R. Spalckhaver und Fr. Schneiders, Die Dampfkessel nebst ihren Zubehörteilen und Hilfseinrichtungen. – [4] O. Herre, Die Dampfkessel, Stuttgart 1906. – [5] F. Tetzner, Die Dampfkessel, 4. Aufl., 1910. – [6] Mitteilungen über Forschungsarbeiten, 1901, Heft 1. – [7] F. Tetzner, Steilrohrkessel. Feuerungstechnik, 2. Jahrg. 1913/14, Heft 1 u. f. – Weiteres s. Gensch, Berechnung, Entwurf und Betrieb moderner Kesselanlagen, Berlin 1913, Zeitschr. f. Dampfkessel- u. Maschinenbetrieb, Zeitschr. d. bayer. Revisionsvereins und Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. je unter dem Stichwort »Dampfkessel«.

R. Stückle.

Fig. 1., Fig. 2., Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6a.

Fig. 6b und 6c.

Fig. 7., Fig. 8.

Fig. 9., Fig. 10., Fig. 11.

Fig. 12.

Fig. 13.

Fig. 14.

Fig. 15.