Titel: | Neuere Dampfkessel. |
Fundstelle: | Band 291, Jahrgang 1894, S. 148 |
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Neuere Dampfkessel.1)
Neuere Dampfkessel.
Grosswasserraumkessel gegen engröhrige Kessel.
Wir haben wiederholt darauf aufmerksam gemacht, dass das Hervortreten der engröhrigen
Kessel den Grosswasserkesseln gegenüber nicht ausschliesslich in den vorzüglicheren
Eigenschaften der ersteren liegt. Die Vortheile der Verwendung hoch gespannten
Dampfes, der Glaube, dass nur mittels engröhriger Kessel eine so hohe Dampfspannung
zu erreichen sei, und eine geschickte Reclame haben denselben zeitweise einen
scheinbaren Vorsprung vor den Grosswasserkesseln eingetragen, Eine wesentliche
Förderung verdanken die Grosswasserkessel der weit verbreiteten Anwendung der Fox'schen und ähnlicher Wellröhren; die insbesondere
vortheilhaft verwendet werden bei starkem äusseren Druck. Bekanntlich werden diese
Röhren auf dem Blechwalzwerk Schulz-Knaudt angefertigt
und es liegt nahe, dass sich der Leiter dieses Werkes, O.
Knaudt, in hohem Grade für die Ehrenrettung der Grosswasserkessel
interessirt. In einer Sitzung des Bezirks Vereins an der niederen Ruhr hielt der
Genannte am 9. Juni 1892 einen Vortrag, in welchem er an der Hand von Aussprüchen
der Delegirten des internationalen Verbandes der Dampfkessel-Ueberwachungsvereine
(Verhandlungen der Versammlung in Danzig) eine Zusammenstellung von Erfahrungen und
Urtheilen vor Augen führte. Wir dürfen wohl annehmen, dass dieser Vortrag der
Mehrzahl unserer Leser zu Gesicht gekommen ist, und wollen deshalb nur eine
allgemeine Uebersicht über denselben geben, und ohne Namennennung nur einige Angaben
mittheilen.
Bezüglich der Explosionssicherheit wird zugegeben, dass bei engröhrigen
Siederohrkesseln Unfälle grösseren Umfanges nicht vorgekommen sind, dahingegen sind
nach Mittheilung von verschiedener Seite Unfälle, welche das Bedienungspersonal
betroffen haben, in grösserer Zahl und von mitunter ebenso schweren Verletzungen als
bei irgend einem anderen Systeme zu verzeichnen.
Bezüglich des Anschaffungspreises eines Dampferzeugers ist allein maassgebend, wie
gross die Dampfmenge ist, die er in einer Stunde liefert. Hat z.B. eine
Construction, welche stündlich 1000 k Dampf liefert, denselben Preis wie eine andere
von gleicher Leistungsfähigkeit, so sind beide für die Anlagekosten gleichwerthig.
Es ist hierbei nebensächlich, ob im einen Falle vielleicht 50 qm, im anderen 100 qm
Heizfläche vorhanden sind; hier werden stündlich auf einem Quadratmeter 10 k Dampf,
dort dagegen 20 k erzeugt. Da man nun aber häufig die Kessel nach der Grösse der
Heizfläche anbietet und verkauft, so ist die Güte von 1 qm sehr von Einfluss. Ist
dieser Werth, den man auch oft als „quantitative Leistung“ bezeichnet, bei
einem Kesselsystem hoch, so sind die Anlagekosten gering; und umgekehrt. Man machte
in Danzig über diesen Punkt folgende Aeusserungen:
„Nicht unbedenklich will mir ferner das Bestreben der Röhrenkesselfabrikanten
erscheinen, dass sie mit aller Gewalt hinsichtlich der quantitativen
Leistungsfähigkeit der von ihnen erbauten Kessel, gleichviel ob mit oder ohne
Oberkessel, mit den Cornwall-Kesseln concurriren wollen, während doch hierbei im
Gegentheil eine sehr massige Beanspruchung der Heizfläche durchaus angezeigt
ist, und zwar um so mehr, je kleiner der Wasser- und Dampfraum dieser
Kessel im Verhältniss zur Heizfläche ausfällt.“
Als Erfahrungsergebniss aus den letzten 10 Jahren wird als Norm hingestellt, dass man
den engröhrigen Kessel nicht mehr beanspruchen dürfe als mit 14 bis 16 k/qm, damit nicht
alle 6 Wochen eine Reparatur erforderlich werde. Von anderer Seite wird verlangt,
man solle nur bis 10, höchstens bis 12 at gehen. Bei
Kesseln ohne Oberkessel sei es am besten, wenn man 5 bis 6 k/qm erzeuge; erst
dann sei man sicher, mit der Maschine ruhig arbeiten zu können.
Von einem Mitgliede wird Folgendes erklärt:
„Was die Leistungsfähigkeit für die Heizfläche der engröhrigen Siederohrkessel
anbetrifft, so ist dieselbe verschieden bei den einzelnen Systemen, erreicht
aber nicht diejenige der Grosswasserraumkessel, ausgenommen vielleicht bei
einigen Constructionen von Heizröhrenkesseln; ungestraft wird man wenigstens
dauernd die Beanspruchung der erstgenannten Kessel nicht so hoch halten können,
wie die der Grosswasserraumkessel. Zu empfehlen ist, meiner Erfahrung nach, die
Beanspruchung der Zweiwasserkammerkessel, die in diesem Punkte auch obenan
stehen dürften, nicht über 18 k, die der Einwasserkammerkessel nicht über 15 k
und die der Kessel mit Kappenverbindungen nicht über 12 k zu wählen.“
Der unangenehmste und sorgenreichste Theil irgend einer Kesselanlage, eines
Betriebes, ist ohne Zweifel die regelmässige Reinigung und die zu dieser Arbeit
nöthige Zeit.
Sie soll möglichst kurz sein, und man verlangt allgemein, dass, wenn Umstände eine
Verlängerung der Betriebsdauer nöthig machen, kein schwerer Schaden am Kessel
entsteht. Man wünscht, dass ein Dampferzeuger, der gewöhnlich mit reinem Wasser
gespeist wird, nicht gleich versagt, wenn die Reinigungsvorrichtungen nicht arbeiten
und für einige Zeit schlechtes Wasser benutzt wird, das stark Schlamm und Steine
absetzt. Sehr oft ist es unvermeidlich, gerade Sonn- und Festtage zu benutzen, um
in- und auswendig gehörig zu putzen. Die Arbeiter sind mit menschlichen Schwächen
und Fehlern behaftet, und dass eine derartige aussergewöhnliche Verlängerung der
Arbeitszeit die Zuverlässigkeit und Sorgfalt nicht gerade auf das äusserste Maass
erhebt, dürfte eine unbestrittene Thatsache sein. Es ist also gar nicht
unberechtigt, dass es bei Entscheidungen über die Wahl von Kesselsystemen von
durchschlagendem Einfluss ist, dass die Reinigung nicht zu häufig nöthig und dabei
leicht und schnell ausführbar ist. Der Bericht sagt, dass man beim Betriebe von
Siederohrkesseln zu einer viel grösseren Sorgfalt gezwungen sei, als bei allen
anderen Kesselsystemen, da schon geringe Schlammansammlungen von sehr unangenehmer
Wirkung für die Haltbarkeit der Rohre sein können. Es ist daher nothwendig, dass man
in möglichst kurzen Zwischenräumen wenigstens die unteren Rohre ausbohrt. Wer an
verschiedenen Stellen den Kesselsteinansatz beobachtet hat, wird einen ganz anderen
Begriff von dem Betriebe dieser Kessel bekommen, als er sich bei den gedruckten
Prospecten. hat träumen lassen, wonach in Folge der lebhaften Wassercirculation die
im Wasser enthaltenen Kalktheile sich in ein Nichts verwandeln sollen. Die Natur
erfüllt uns viele unserer jeweiligen Wünsche nicht, und so müssen wir es auch bei
den Röhrenkesseln erleben, dass sich der Kesselstein in den Siederöhren ebenso
festsetzt, wie bei
anderen Kesseln, dabei aber ausserordentlich schwer zu entfernen ist, nämlich nur
durch ein sehr langwieriges Ausbohren der Rohre, das in manchen Fällen 4 bis 6
Wochen beansprucht.
Es ist daher eine gute Reinigung des Wassers bei diesen Kesseln eine unerlässliche
Bedingung.
Auch bezüglich des Kohlenverbrauches lauten die Urtheile für die Wasserröhrenkessel
wenig günstig. Ein Urtheil geht dahin, dass auf Grund vielfacher Versuche die
Ausnutzung des Brennmaterials im Vergleich zu den Grosswasserraumkesseln „eine
ganz miserable“ sei. Denn während die Grosswasserraumkessel bis zu 80 Proc.
und darüber kommen, sind bei den meisten engröhrigen Kesseln nicht viel über 60
Proc. Ausnutzung gefunden. Erst in letzter Zeit hat Referent einmal eine bessere
Ausnutzung gefunden. Der Fabrikant Dürr-Gehre hatte
eine Anlage von drei grossen Wasserrohrkesseln geliefert und dabei 78 Proc.
Ausnutzung garantirt. Die ersten zwei Versuche ergaben nicht über 60 bis 65 Proc.
Nachdem der Kessel von Rauch und Russ gereinigt worden war, ist beim dritten Versuch
eine Ausnutzung von 79 Proc. gefunden. Dies Ergebniss ist jedoch nur unter
Voraussetzung aller Finessen, welche sich im regelmässigen Betriebe nicht ausführen
lassen, erreicht worden. An anderen Engröhrenkesseln; besonders an
Babcock-Wilcox-Kesseln, hat Referent etwa 25 Heizversuche vorgenommen; die
Ausnutzung ist nicht über 60 Proc. gestiegen.
Von einer Seite wird behauptet, dass man bei höheren Spannungen zur Benutzung
engröhriger Kessel gezwungen sei. Dem gegenüber wird geltend gemacht, dass
Schiffskessel von 4,8 m Durchmesser mit 13 at seit Jahren in Benutzung sind. In
einzelnen Fällen arbeiten solche Schiffskessel als feststehende Landkessel
anstandslos, und da sie bei ihren Abmessungen innerlich überall zugänglich, also
auch gründlich reinigungsfähig sind, von aussen aber von Heizgasen gar nicht
bestrichen werden, hier vielmehr gegen Wärmeverluste durch geeignete Verhüllung
sicher und gut geschützt sind, so besitzen dieselben stets eine reine und vorzüglich
wirksame Heizfläche.
Referent hält die Wasserrohrkessel nur bei mangelndem Aufstellungsraum für angezeigt,
im anderen Falle aber hält er dafür, dass ein Grosswasserraumkessel sowohl in Bezug
auf Dampferzeugungskosten als auch in Bezug auf einen gesicherten und ungestörten
Betrieb den Vorzug vor den Wasserrohrkesseln verdient, besonders aber überall dort,
wo ein grosser und schwankender Dampf verbrauch stattfindet.
Von mehreren Seiten wird hervorgehoben, dass die Herstellung und Verwendung von
Grosswasserraumkesseln mit höherem Druck, etwa 10 at, keine Schwierigkeit biete.
Gegenüber den vielfachen Angriffen auf die Siederohrkessel machte ein Mitglied die
versöhnende Aeusserung:
„Gönnen Sie den engröhrigen Siederohrkesseln zu ihrer Entwickelung und
Verbesserung auch nur einen kleinen Theil derjenigen Zeit, welche dem
Flammrohrkessel, der stets ein Liebling der Techniker war, hierzu zur Verfügung
gestanden hat, so wird sich ihr Ruf, welcher noch sehr unter den Vorwürfen zu
leiden hat, die berechtigtermaassen den Erstlingen dieses Kesselsystems gemacht
worden, hiervon erholt haben und ein nicht unwesentlich günstigerer sein als
heute.“
Dieser Mahnung wird sich jeder unbefangene Fachmann anschliessen. Jedes System wird,
an richtiger Stelle verwendet, seine Vorzüge geltend zu machen wissen. Dass
aber auf dem Gebiete der Engrohrkessel bisher erhebliche Fortschritte gemacht worden
sind, und dass weitere bevorstehen, wird niemand verneinen. Dieser Ansicht gab ein
Oberingenieur mit folgenden Worten Ausdruck: Ein Theil seiner Collegen sei
allerdings gegen Wasserrohrkessel eingenommen, doch dürfte sich deren Urtheil
hauptsächlich auf die Erfahrungen mit älteren Kesseln
stützen. Er selbst, der eine sehr grosse Anzahl Wasserrohrkessel unter Aufsicht
habe, stehe diesem System durchaus nicht unfreundlich gegenüber. Man habe die grosse
Reparaturbedürftigkeit der Röhrenkessel hervorgehoben und sich dabei auf eine
Aeusserung eines Revisors gestützt, zugleich annehmend, dass in dessen Bezirk nur
bessere Röhrenkessel vorhanden seien. Jedoch spreche der angezogene Bericht von den
leider noch so viel vorhandenen älteren Kesseln und schlechten Constructionen, und
hoffe, dass diese nach und nach verschwinden werden.
Es ist wohl selbstverständlich, dass der Vortrag einen vielseitigen Widerspruch
erfahren hat. Einige lesenswerthe Entgegnungen finden sich in der Elektrotechnischen Zeitung, 1892 Heft 49 und 1893 Heft
4 und 8, die auch, zu einem Sonderabzug vereinigt, verbreitet worden sind. Ein
weiteres Eingehen würde uns hier zu weit führen.
Flusseisen als Kesselbaumaterial für Locomotiven.
Ueber die Versuche, betreffend Anwendung des Flusseisens zur Anfertigung von Kesseln,
haben wir 1888 270 * 95 berichtet. Die guten Ergebnisse
der amerikanischen Versuche haben die königl. Eisenbahndirection in Hannover
veranlasst, in den Jahren 1891 bis 1892 eine Anzahl Ersatzkessel von Flusseisen zu
beschaffen, die seitdem in Betrieb sind und die nach einem Vortrag des Bauinspectors
v. Borries, veröffentlicht in Glaser's Annalen vom 1. Mai 1893, sich gut bewährt
haben. Die Versuche wurden angestellt a) mit Feuerkisten und b) mit
Wellrohrkesseln.
a) Versuche mit
Feuerkisten.
Die Wandstärken der Feuerkistenbleche wurden mit Rücksicht auf den Dampfüberdruck
von 12 at, mit welchem die Kessel arbeiten, wie folgt angenommen:
Rohrwand
13
mm
Rückwand
10
„
Seitenwände und Decke
9
„
Stehbolzentheilung höchstens
100
„
Eine Rohrwand wurde versuchsweise nur 10 mm stark hergestellt. Für die
Beschaffenheit des Flusseisens wurden folgende Bedingungen gestellt:
„Zu den Blechen des Langkessels, der äusseren und inneren Feuerkiste ist
besonders gutes und weiches im Flammofen erzeugtes Flusseisen mit 34 bis 41
k Zugfestigkeit und mindestens 25 Proc. Dehnung auf 200 mm Länge zu
verwenden. Zu den Rauchkammerblechen kann Flusseisen derselben Zugfestigkeit
mit mindestens 20 Proc. Dehnung verwendet werden.
Probestäbe aus Blechen und Formeisen beider Flusseisensorten, kirschroth in
Wasser von 28° C. abgekühlt, müssen sich, ohne Risse und Anbrüche zu zeigen,
derartig um 180° biegen lassen, dass der kleinste Halbmesser der Krümmung
gleich der Stärke ist. Im Uebrigen muss das Flusseisen sich leicht
schweissen lassen.
Die Probestäbe zu den Zerreissversuchen und Biege- und Härteproben sind sowohl
lang als quer zur Walzrichtung von den Blechen zu entnehmen.
Zu den Winkel- und Formeisen, Ankern, Stehbolzen, Nieten, Schrauben
u.s.w. kann Flusseisen von derselben Beschaffenheit, wie die Bleche des
Langkessels verwendet werden.“
Bei der Verarbeitung zeigten Bleche, welche von verschiedenen Werken bezogen
waren, trotz gleicher Festigkeit und Dehnung verschiedene Härte. Eine besonders
harte Rohrwand erhielt sogar beim Anrichten einen Riss. Da die grössere Härte
auf die chemische Zusammensetzung des Eisens zurückgeführt werden musste und die
Untersuchung der gesprungenen und mehrerer anderer Platten einen hohen
Phosphorgehalt ergab, so wurde später für die Feuerkistenbleche ein grösster
Phosphorgehalt von 0,04 Proc. vorgeschrieben, um für diese ein Eisen zu
erhalten, welches keine Neigung zu schädlichen Spannungen und Kaltbruch zeigt.
Da die Kessel bereits bestellt waren, so konnte diese Bestimmung nur theilweise
durchgeführt werden, doch zeigten mehrere Untersuchungen, dass der vorhandene
Phosphorgehalt nicht über 0,05 Proc. beträgt.
Für die Ausführung der Kessel wurden die Flusseisenbleche nur im rothwarmen oder
im kalten, nicht aber im halbwarmen Zustande gebogen und gerichtet. Die
Kümpelplatten wurden nur mit Holzhämmern bearbeitet, nachher ausgeglüht und
langsam abgekühlt. Besonders sorgfältig wurden auch die Blechkanten behandelt
und die auf der Schere geschnittenen Bleche an den Kanten behobelt, auch wurde
eine 150 bis 200 mm breite Zone angewärmt, um den Uebergang zwischen dem
rothwarmen und dem kalt gebliebenen Theile der Platten zu vermitteln.
Die Ausführung der Kessel hat keine Schwierigkeit gemacht, insbesondere auch
nicht das Abdichten stumpf auslaufender Blechfugen und der stumpf vorstossenden
äusseren Laschen. Die Laschennietung ist wesentlich besser als die gewöhnliche
mit Ueberlappung, weil bei ersterer keine Formveränderungen vorkommen; die
Kesselbleche können daher 15 Proc. schwächer gehalten werden. Finden Betrieb
wurde jede rasche und ungleichmässige Erwärmung oder Abkühlung vermieden, daher
während der Fahrt das Feuer möglichst gleichmässig gehalten, keine grössere
Menge feuchter Kohle gegen die Wände geworfen und das Fahren mit offener
Feuerthür vermieden. Die im Betriebe vorkommenden Reparaturen hatten ihren Grund
vorwiegend in den Verschraubungen der Wasserrohre, deren; Verschraubungen –
Mutter und Gegenmutter – nicht dicht zu halten waren. Seitdem die Wasserrohre
entfernt sind, halten auch die Siederohre. Der Vortragende hat festgestellt,
dass in den erwähnten Fällen die Güte der Arbeit eine grosse Rolle spiele und
dass die beregten Uebelstände nicht auf das Flusseisen zurückgeführt werden
dürften. Als das wesentlichste Ergebniss sei die Thatsache zu betrachten,
„dass keine Feuerkistenplatte nach kurzer Betriebsdauer gesprungen ist,
dass sich also das von verschiedenen Werken bezogene Flusseisen als für
Locomotiven-Feuerkisten geeignet erwiesen hat.“ Weitere Versuche mit
diesen Versuchskesseln sollen über die weitere Einführung des Flusseisens
entscheiden.
b) Wellrohrkessel.
Bauart der Kessel. Mit den Vorbereitungen für die
versuchsweise Beschaffung einiger Wellrohrkessel wurde bei der königl.
Eisenbahndirection Hannover schon im J. 1886 nach Bekanntwerden der Pohlmeyer'schen Bauart begonnen und zunächst
eine grössere Anzahl verschiedenartiger Entwürfe für die Form des Kesselmantels
angefertigt, um denselben möglichst einfach zu gestalten und das Gewicht der
Wasserfüllung thunlichst zu beschränken. Schliesslich wurden im J. 1890 in der
Hauptwerkstätte Leinhausen zwei Wellrohrkessel ausgeführt; deren hinterer Theil
des Mantels cylindrisch und hinten durch eine gewölbte Wand geschlossen ist.
Ferner sind die drei Theile, aus welchen der Langkessel besteht, an den
Längsnähten nicht genietet, sondern von der Gewerkschaft Schulz-Knaudt und Co. in Essen fertig geschweisst geliefert worden.
Versuche über die Festigkeit dieser Schweissfugen ergeben etwa 95 Proc.
derjenigen des vollen Bleches. Die Schweissung wurde der Vernietung vorgezogen,
um die Bleche möglichst schwach halten zu können.
Da die Kessel indess noch reichlich schwer ausfielen und die hinteren
Kuppelachsen der dreifach gekuppelten Güterzuglocomotiven zu stark belasteten,
so wurde bei den weiteren Bestellungen der hintere Theil kegelförmig gestaltet
und damit zu der Lentz'schen (Näheres im folgenden
Heft) Bauart des Kesselmantels übergegangen. Statt der geschweissten Längsfugen
wurde der Billigkeit wegen die Nietung mit Doppellaschen eingeführt.
Diese neue Bauart der Wellrohrkessel, nach welcher zur Zeit 4 Stück im Betriebe,
4 im Einbau und 15 Stück in Ausführung sind, unterscheidet sich ebenso wie die
beiden ersten Kessel von der Pohlmeyer'schen und
den ersten Lentz'schen Ausführungen in folgenden
Theilen:
1) Die hintere Rohrwand ist nicht fest mit dem Kesselmantel verbunden, sondern
das vordere Ende des Wellrohres wird im Kessel nur durch vier Knaggen geführt;
die Rohrwand kann also, da das Wellrohr in der Längsrichtung etwas nachgiebig
ist, geringen Längen Veränderungen der Siederohre folgen.
2) Es ist kein Aschenfalltrichter für den Verbrennungsraum, überhaupt in der
feuerberührten Fläche des Wellrohres kein Nietkopf, Stemmkante oder sonstige
Unterbrechung der zusammenhängenden Eisenwand vorhanden, da jede solche Stelle
zu vorzeitiger Abnutzung Anlass geben würde.
3) Die Entfernung der Flugasche aus dem Verbrennungsraum erfolgt durch die unter
der Feuerbrücke angebrachte Klappe mittels einer geeigneten Kratze.
4) Um beim Anheizen das kalte Wasser aus dem unteren Kesseltheile fortzusaugen
und zu erwärmen, ist um drei Wellen des Wellrohres ein Umlaufkanal aus Blech
angebracht, in welchem das Wasser stärker als an anderen Stellen erwärmt und
nach oben in Bewegung gebracht wird.
5) Die hintere Oeffnung des Wellrohres ist durch ein gusseisernes Geschränk
verschlossen, welches nach der Feuerseite hin mit feuerfesten Steinen
ausgemauert ist und nach der Rückseite gegen die äussere Blechplatte Lufträume
enthält, um den Wärmedurchgang möglichst zu hindern. Die Feuerbrücke ist ganz
einfach ausgeführt, da alle künstlichen Einbauten der starken Hitze nicht
dauernd widerstehen würden.
6) Die Wasserstandszeiger haben eine besondere, von Armaturstutzen unabhängige
Verbindung mit dem Dampfraum des Kessels, damit ihre Wirkung durch das Anstellen
der Strahlpumpen nicht beeinflusst wird.
7) Die Siederohre von 46 mm äusserem Durchmesser liegen vorn in 62, hinten aber
in 65 mm Theilung, um hinten, wo die Verdampfung am stärksten ist, mehr Wasserraum zwischen den
Rohren zu erhalten.
Diese Eigenthümlichkeiten sind bei den seitens der königl. Eisenbahndirection zu
Hannover beschafften Kesseln zuerst zur Ausführung gelangt.
Im Uebrigen ist das Wellrohr gerade und wagerecht gelegt und der Kesselmantel in
möglichst einfachen Formen gehalten. Die Vernietung der Langnähte geschieht mit
Doppellaschen und vier Nietreihen. Die im Längenschnitt des Kessels
dargestellten getheilten Doppelroststäbe werden wahrscheinlich durch einfache
Stäbe von ganzer Länge ersetzt werden, um das Aufreissen der Spalten von unten
her zu erleichtern. Der seitliche Anschluss des Rostes an das Metallrohr
geschieht mit gusseisernen Stücken, welche in die Wellen passen und auf den
seitlichen Verbindungswinkeln festgeschraubt sind.
Ausführung. Die Bleche sind sämmtlich aus
Flammofenflusseisen hergestellt, für dessen Beschaffenheit und Verarbeitung
dieselben Vorschriften, wie bei den Kesseln mit flusseisernen Feuerkisten
gegeben wurden. Die Wellrohrkessel wurden sämmtlich als Ersatz für alte
abgängige Kessel eingebaut. Der Beschaffungspreis derselben mit Rosten und
Wasserstandszeigern war durchschnittlich um etwa 10 Proc. geringer als derjenige
für gleichwerthige Kessel mit kupfernen Feuerkisten ohne Rosten und
Wasserstände.
Behandlung im Betriebe. Für den Betrieb wurde nur
angeordnet, dass die Klappe unter der Feuerbrücke und das Geschränk der
letzteren im Wellrohre sorgfältig dicht gehalten werden müssen, um den Zutritt
kalter Luft zum Verbrennungsraume zu vermeiden. Beim Reinigen des letzteren soll
vor dem Oeffnen der Klappe der Schornstein mit einem Blechdeckel bedeckt werden,
um den Durchzug kalter Luft durch die heissen Siederohre zu hindern.
Betriebsergebnisse. Nach Indienststellung der beiden
ersten Locomotiven ergaben sich zunächst verschiedene Mängel, welche erst auf
Grund längerer Beobachtungen beseitigt werden konnten. Die Dampferzeugung war
ungenügend, weil das sehr hoch stehende Blasrohr in Folge ungeeigneter
Schornsteinform zu geringe Luftverdünnung in der Rauchkammer ergab. Nachdem
dieser Mangel nach mehrfachen Veränderungen an Schornstein und Blasrohrstellung
beseitigt war, wurden Gasanalysen und Wärmemessungen in der Rauchkammer
angestellt. Dabei ergab sich im Vergleiche mit einer Locomotive gleicher Gattung
mit gewöhnlicher Feuerkiste und Feuerschirm Folgendes:
Die Vollkommenheit der Verbrennung war bei beiden Locomotiven ungefähr dieselbe,
da der Gehalt an Kohlensäure und überschüssigem Sauerstoff bei beiden Kesseln
fast derselbe war.
Die Wärme der Heizgase in der Rauchkammer war bei dem Wellrohrkessel
durchschnittlich 320 bis 340° C., bei der Feuerkiste 270 bis 300° C., bei
ersterem also um 40 bis 50° C. höher, vermuthlich in Folge der kleineren
Heizfläche.
Auf die Verschiedenheit der Wärme der Heizgase dicht vor den oberen und unteren
Siederohren des Wellrohrkessels war die Höhenstellung des Blasrohrs bezieh.
dessen Abstand von der engsten Stelle des Schornsteins von grossem Einfluss.
Anfangs war der Wärmestand oben 3 bis 30° C. höher als unten; bei Höherstellung
des Blasrohrs um 65 mm stieg dieser Unterschied auf 42 bis 60° C. und sank
bei Tieferstellung unter die erste Lage auf – 42 – 0° C. Bei der Locomotive mit
Feuerkiste waren die Heizgase oben um 10 bis 20° C. wärmer als unten. Diese
Ergebnisse zeigen, dass ein halbwegs gleichmässiger Zug der Feuergase durch die
oberen und unteren Siederohre durch geeignete Höhenstellung des Blasrohres zum
Schornstein auch ohne Zuhilfenahme besonderer Mittel als: Feuerschirm über der
Brücke, Blechschirm in der Rauchkammer u.s.w. erzielt werden kann.
Das Rinnen der Siederohre trat bei den beiden ersten
Kesseln anfangs ziemlich häufig ein, weil die Klappen unter den Feuerbrücken
nicht dicht hielten und kalte Luft durchliessen. Diese Klappen waren zum Schütze
gegen die hohe Wärme im Verbrennungsraume möglichst weit nach hinten gelegt,
wurden hier aber oft mit glühender Asche bedeckt und durch die Hitze beschädigt
und undicht. In Folge dessen wurde bei einer der Locomotiven die Klappe
vermauert, worauf das Rinnen aufhörte. Dies war indess nur ein Versuch, um die
Ursache des Rinnens zu ermitteln, da zum Reinigen des Verbrennungsraumes nach
jeder Fahrt ein Arbeiter über den Rost hineinkriechen musste, so dass die
Locomotive für mehrfache Besetzung ungeeignet war.
Bei den neueren Kesseln sind die Siederohre nach amerikanischem Muster in die
hintere Rohrwand mit aufgelötheten 1 mm starken Kupferringen eingezogen.
Trotzdem ist auch bei diesen Kesseln mehrfach ein Rinnen der Siederohre
eingetreten, welches indess der ungünstigen Blasrohrwirkung in Verbindung mit
schlechtem Speisewasser und unvorsichtiger Behandlung zuzuschreiben ist. Nach
Ermittelung der richtigen Blasrohr Verhältnisse sind die Rohre besser dicht
geblieben und werden vermuthlich zuverlässiger als in kupfernen Feuerkisten
sein, da sie in den eisernen Wänden besser festgewalzt werden können.
Wenn nöthig, könnte man die Rohre in der hinteren Wand einschrauben, wie es bei
gewissen Schiffskesseln geschieht, dann wäre jede Bewegung unmöglich gemacht.
Etwas Aehnliches wird zur Zeit durch Einschneiden eines feinen Gewindes in die
Löcher der Wand, in welches sich die Rohrenden beim Walzen hineindrücken,
versucht. Ich hoffe, dass diese Schwierigkeit binnen Kurzem überwunden sein
wird.
An die Bedienung des Feuers auf dem hochliegenden
Roste gewöhnen sich die Heizer bald. Das Aufwerfen der Kohle muss häufiger als
bei Feuerkisten mit tief liegenden Rosten erfolgen, da das Feuer nur 250 bis 300
mm hoch gehalten werden kann. Für schwer brennende Kohlen darf daher die
Rostfläche nicht zu gering bemessen werden.
Der Kohlenverbrauch ist bisher trotz der kleineren
Heizfläche nur bei denjenigen Locomotiven, deren Blasrohrwirkung noch nicht in
Richtigkeit war, grösser als bei denjenigen mit Feuerkisten gewesen, wobei den
Wellrohrkesseln ihre etwas höhere Dampfspannung zu gute kommt. Bei gleicher
Heizfläche und gleichem Dampfdruck wird der Verbrauch nicht verschieden
sein.
Unterhaltung der Kessel. Ausser dem Nachstemmen der
undichten Siederohre und des unteren Theiles der beiden Quernähte am
kegelförmigen Zwischenringe, welche namentlich anfangs mehrfach etwas undicht
wurden, sowie dem Ersatz der abgebrannten feuerfesten Steine, sind an den beiden
ersten Kesseln nach zweijährigem anstrengendem Betriebe noch keine Schäden
vorgekommen.
Die Wellrohre sind, soweit sie durch die Reinigungsöffnungen mit Lampen und
Spiegeln besichtigt werden konnten, auf der Aussenseite noch völlig unversehrt
und mit wenig Kesselstein belegt. Im Inneren fanden sich unter dem Roste in den
Vertiefungen der Wellen harte Ablagerungen, welche vorwiegend aus Aschensalzen
bestanden und nur wenig Eisenrost enthielten. Abrostungen waren auch auf der
Innenseite nicht zu bemerken. Es darf angenommen werden, dass diese Wellrohre
eine recht erhebliche Dauer zeigen werden.
Die erheblichen Kosten, welche durch die vielfachen Unterhaltungsarbeiten an den
gewöhnlichen Feuerkisten und die damit verbundenen Ausserdienststellungen der
Locomotiven verursacht werden, fallen bei den Wellrohrkesseln fort.
Wir haben die Bemerkungen des Vortragenden über die von der Verwendung der
Wellbleche bedingten Anordnungen ausführlich wiedergegeben, da sie sowohl an und
für sich, als auch weil von der Wahl des Materials bedingt, sehr bemerkenswerth
sind.
Ueber die Längselasticität von Kesselfeuerrohren
hielt in der Versammlung des Vereins deutscher Maschineningenieure vom 27.
September 1892 der Ingenieur Knaudt einen
bemerkenswerthen Vortrag, der in Glaser's Annalen
vom 1. October 1892 veröffentlicht ist. Wir müssen uns hier darauf beschränken,
nur die Hauptgesichtspunkte des Vortrages wiederzugeben, und verweisen auf die
angeführte Quelle. Von der Erwägung ausgehend, dass die Feuergase von etwa 1350°
über dem Rost – beispielsweise eines Flammrohrkessels – am Ende der Flammrohre
auf etwa 650° heruntergehen und am Eintritt in den Schornstein nur noch etwa
300° haben, schliesst der Vortragende, dass die Kesselbleche, trotz der
ausgleichenden Wirkung des Kesselinhaltes, eine mehr oder weniger von einander
abweichende Temperatur besitzen und in Folge dessen sich ungleichmässig
ausdehnen, was Verbiegungen und Leckungen veranlasst, indem sich die Stirnböden
ausdehnen oder das Flammrohr der Längsrichtung nach zusammengedrückt wird oder
sich seitlich ausbiegt. Die näheren Verhältnisse sind bisher noch
unaufgeklärt.
Um der Frage etwas näher zu treten, hat das Blechwalzwerk Schulz-Knaudt Veranlassung genommen, in Gegenwart sachverständiger
geladener Techniker zur Ermittelung der Längselasticität verschiedener
Flammrohrconstructionen praktische Versuche anzustellen. Bei diesen Versuchen
wurden die zu prüfenden Flammrohre mit ihren parallel abgedrehten Kopfenden
zwischen einen festen Ständer und einen beweglichen Presskopf einer
hydraulischen Plungerpresse gespannt, mittels deren die Rohre in ihrer
Achsenrichtung zusammengedrückt werden konnten. Der Durchmesser des Plungers
beträgt 1620 mm, so dass der Gesammtdruck auf die Rohrenden für jede Atmosphäre
Wasserdruck sich auf 20612 k berechnet. Es kamen sieben Versuchsrohre von je
1800 mm Länge zur Prüfung und zwar fünf Wellrohre verschiedener Wandstärken, ein
glattes Flammrohr mit Adamson'schen Versteifungen
und ein Purve-Rippenrohr. Die Aufzeichnung der Messpunkte, Controle des
Wasserdruckes und die Abmessungen selbst wurden mit der grössten Sorgfalt
vorgenommen. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nr.
Rohrconstruction
Wand-stärkemm
Ge-wichtk
Festig-keitk/qmm
Deh-nungProc.
Zulässigergrösster
Be-triebsüberdruckk/qc
TotaleWellen-tiefemm
Zusammendrückungin mm/m
Rohr-länge bei einemDruck von100000 k
Zu einer Zu-sammendrückungvon 1
mm/mRohrlänge gehörtein Druck ink
Die Elasticitätsgrenzedes Materials
wurdeüberschritten bei einerVerkürzung für dasMeter
Rohrlänge vonmm
Hamb.Normen
Engl.Lloyd
I
Wellrohr
10,0
517
37,2
25,0
9,5
7,4
49
3,75
27000
3,9
II
„
11,7
570
46,4
28,5
11,2
11,25
53
3,3
29000
4,19
III
„
12,0
603
33,3
30,0
11,7
9,5
51,5
2,6
36000
3,36
IV
„
13,6
725
34,8
29,5
13,4
11,2
55,5
2,1
49000
3,2
V
„
10,0
492
38,5
26,0
9,1
–
30
0,95
108000
1,9
VI
Glattrohr
14,0
800
36,1
29,5
9,1
11,5
–
0,6
170000
0,84
VII
Purve's Rohr
12,0
715
42,8
26,0
11,7
11,2
–
0,2
350000
1,58
In der letzten Zahlenreihe bilden die Zahlen 4,19 und 1,58 (Rohr Nr. II und VII)
insofern eine Ausnahme von den übrigen, als sie das sonst ganz regelmässige
Abfallen der Reihe stören. Dies hat seinen Grund darin, dass die Rohre II und
VII beide aus härterem Material (siehe Colonne 5) hergestellt sind, dessen
Elasticitätsgrenze auch entsprechend höher liegt, als die des übrigen zur
Verwendung gelangten Materials.
Auf dem Gebiete des Landkesselbaues dürften die Rohre Nr. I und VI, welche nach
den Hamburger Normen beide einen grössten Betriebsüberdruck von stark 9 at
ertragen können, häufig mit einander zu concurriren haben. Aus Colonne 9 und 10
ergibt sich, dass das Wellrohr (Nr. I) eine mehr als sechsfache Längselasticität
besitzt, als das versteifte Glattrohr (Nr. VI), und ferner erhellt aus Colonne
4, dass das Glattrohr obendrein noch um 54 Proc. schwerer ist als das Wellrohr.
Für den Schiffskesselbau kommen diejenigen vier Rohre am meisten in Betracht,
welche nach den Vorschriften des englischen Lloyd für 11 at Betriebsüberdruck
genügen. Es sind dieses die Wellrohre Nr. II und IV, das Glattrohr Nr. VI und
das Purve-Rohr Nr. VII. Der englische Lloyd unterscheidet in seinen Vorschriften
für Wellrohre solche aus weichem Material (bis 41 k/qmm Festigkeit) und solche aus
hartem Material (über 41 k/qmm Festigkeit), während alle übrigen
Klassificationsgesellschaften nur die weichere Qualität in ihren Bestimmungen
berücksichtigen. Die Fabrikanten der Wellrohre ziehen es auch entschieden vor,
nur das weichere Material zu verwenden, und es hat für das Blechwalzwerk Schulz-Knaudt die Herstellung des Rohres Nr. II von 46,4
k/qmm
Festigkeit auch nur den Zweck gehabt, interessantes Material für die
beschriebenen Versuche herbeizuschaffen. Das Gewicht des Wellrohres Nr. II von
11,7 mm Dicke und 46,4 k/qmm Festigkeit beträgt 570 k, dagegen ist
dasjenige des Wellrohres Nr. IV von 13,6 mm Dicke und 34,8 k/qmm
Festigkeit = 725 k. Das Glattrohr Nr. VI wiegt 800 k, das Purve-Rohr 715 k. Das
weiche Wellrohr Nr. IV ist also trotz seiner um 1,6 mm (13 Proc.) grösseren
Wandstärke nur um 10 k (= 1,4 Proc.) schwerer als Purve's Rohr und hierbei besitzt das erstere nach Colonne 10
verglichen mit dem letzten eine mehr als siebenfache Längselasticität. Die
Ergebnisse sind in der Quelle übersichtlich durch Schaulinien dargestellt, auch
finden sich dort ins Einzelne gehende Versuchstabellen.
(Fortsetzung folgt.)