Titel: | Neuerungen an Dampfkesseln. |
Autor: | Whg. |
Fundstelle: | Band 238, Jahrgang 1880, S. 108 |
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Neuerungen an Dampfkesseln.
Mit Abbildungen.
(Patentklasse 13. Fortsetzung des Berichtes S. 11 d. Bd.)
Wehage, über Neuerungen an Dampfkesseln.
Gliederkessel (Taf. 1 und 7). (Schluſs.)
Ein anderes Patent der Rheinischen Röhrendampfkessel-Fabrik A. Büttner und
Comp. in Ueberdingen a. Rh. (* D. R. P. Nr. 5502 vom 21. April 1878) betrifft Neuerungen,
welche eine Entwässerung des Dampfes zum Zweck haben. Dieselbe soll hier dadurch
bewirkt werden, daſs der Dampf gezwungen wird, Röhren zu passiren, in denen eine den
Transportschnecken ähnliche Schraube befestigt, bezieh. eingegossen ist. Indem der
Dampf durch den so gebildeten schraubenförmigen Kanal sich hindurch windet, soll er
infolge der Centrifugalkraft das mitgerissene Wasser ausschleudern, welches dann
durch Schlitze in der Rohrwandung entweichen kann. Fig. 1 bis
5 Taf. 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer derartigen
Vorrichtung.
Bei der Anordnung Fig. 1 und
2 sind oberhalb der Roof'schen Röhren zwei zusammengegossene Rohre D1, und D2 angebracht. In D2 sind enge, die
Schrauben enthaltende Querröhren eingesetzt, durch welche der Dampf passiren muſs,
um in den Dampfsammler D1 zu gelangen. Das ausgeschleuderte Wasser flieſst aus D2 nach dem unteren
Theil des Kessels zurück. – Bei einer zweiten Anordnung sind die Entwässerer in dem
vorderen Theile der nahezu horizontal liegenden obersten Röhrenschicht
untergebracht. Jede Röhre dieser Schicht hat zu dem Zweck einen mit drei Kanälen
versehenen Kopf (Fig. 3 und
4) erhalten.
Durch g tritt das Wasser- und Dampfgemisch ein; der
aufsteigende Dampf muſs durch h strömen, um in den
Dampfsammler zu gelangen. Das ausgeschleuderte Wasser flieſst durch Oeffnungen,
welche in der Wandung von h angebracht sind, in den
dritten Kanal l und aus diesem in den Wasserraum des
obersten Rohres zurück. – Eine dritte Anordnung unterscheidet sich von der
vorhergehenden im Wesentlichen nur dadurch, daſs hier immer zwei oder drei der
verticalen Rohrreihen sowohl vorn, als hinten in ein gemeinschaftliches weites
horizontales Rohr (vgl. Querschnitt Fig. 5)
ausmünden, welches die Entwässerungsvorrichtung enthält.
Es ist anzunehmen, daſs diese Einrichtungen den beabsichtigten Zweck in gewissem
Grade erfüllen werden. Die Wirkung wird vielleicht weniger durch die
Centrifugalkraft erreicht als dadurch, daſs dem Dampfe ein nicht unbedeutender
Widerstand geboten wird; die dabei aufgewendete Arbeit setzt sich in Wärme um und
hierdurch kann ein Theil des mitgerissenen Wassers verdampft werden.
Dasselbe Patent betrifft ferner noch eine Einrichtung, durch welche sowohl eine
bessere Ausnutzung der strahlenden Wärme der Feuerung, als auch eine vollkommenere
Verbrennung erzielt werden soll. Auſser den Seitenwänden des Feuerraumes ist nämlich
hier auch die Decke desselben durch eng an einander schlieſsende Röhren gebildet
(vgl. Fig. 1). Dieselben sind unten mit Rippen versehen und entweder am
hinteren Ende geschlossen und enthalten dann eingelegte Circulationsröhren, oder sie
stehen beiderseits mit den übrigen Röhren in Verbindung. Durch diese Decke werden
die Feuergase gezwungen, einen verhältniſsmäſsig engen Kanal oberhalb der
Feuerbrücke zu passiren, wodurch eine innige Mischung herbeigeführt wird.
Auſser der oben angeführten Rohrverbindung für Root'sche Kessel
und der bereits in D. p. J. 1879 233 * 20 beschriebenen
von C.
Beissel in Köln (* D. R. P. Nr. 2374 vom 4. September 1877) ist noch eine neue
Verbindung von Wilh. Walther in Kalk a. Rh. (* D. R. P. Nr. 9657 vom 23. September
1879) patentirt. Die Rohrköpfe von gewöhnlicher Form sind aus Guſsstahl.
Statt der sonst gebräuchlichen Verbindungsstücke sind Doppelkrümmer aus Schmiedeisen
oder Stahl (Fig. 6 und
7 Taf. 7) angewendet, deren schwach conisch abgedrehte Enden durch eine
übergelegte Platte mit vier Schrauben in die entsprechenden Löcher der Rohrköpfe
eingepreſst werden. Diese Verbindung hat den Vorzug, daſs die Dichtungsringe
fortfallen.
Für Röhren, welche wie bei den ersten Belleville'schen Kesseln in
Schlangenwindungen aufsteigen, hat C. Näher in
Chemnitz (* D. R. P. Nr. 6216 vom 8.
October 1878) eine neue Verbindung construirt. Die Röhren sind mit einem
sehr stumpfen Conus ventilartig in die Verbindungsstücke eingeschliffen und diese
mittels durchgehender Anker fest gegen die beiden Rohrenden gepreſst (vgl. Fig.
8 Taf. 7). Hierbei wird allerdings ein starker Druck in der Längsrichtung
auf die Röhren ausgeübt, besonders wenn sie infolge stärkerer Erwärmung sich mehr
ausdehnen als die im Inneren derselben liegenden Ankerbolzen. Die Verbindungsstellen
sind übrigens durch Chamotteplatten vor der Berührung der Heizgase geschützt. Auf
den unten angebrachten Sehlammsammler sind die Verbindungsstücke eben aufgeschliffen
und gleichfalls durch einen Ankerbolzen befestigt. In derselben Weise sind die
Röhren andererseits mit dem Dampfsammler verbunden. In der Höhe des normalen
Wasserstandes sind die Verbindungsstücke der Röhren durchbohrt und immer mehrere
neben einander liegende mit je einem Kniestutzen verbunden, von welchem ein mit
Flanschen befestigtes Rohr in den Schlammsammler führt. Hierdurch wird eine gute
Wasserströmung erzielt und die Ablagerung der Niederschläge im Schlammsammler
begünstigt. Die Röhren sind bei dieser Construction sehr bequem aus einander zu
nehmen; doch möchte es zu bezweifeln sein, daſs eine gute Dichtung leicht
herzustellen und dauernd zu erhalten ist.
Die Verbindung der ohne Dichtungsmaterial stumpf auf einander
gesetzten Theile mittels durchgehender Anker findet sich auch bei der in Fig.
9 und 10 Taf. 7
dargestellten Construction von G. H. Corliss in
Providence (* D. R. P. Nr. 9220 vom
27. Mai 1879). Die horizontalen, in der Horizontalebene etwas gekrümmten,
schmiedeisernen Röhren werden, um sie möglichst nahe an einander bringen zu können,
an den Enden in besonderen Gesenken mit dem Hammer verengt. Hierbei muſs darauf
geachtet werden, daſs die Wandung in dem engen Halse nicht zu dick und an der
Uebergangsstelle nicht zu dünn werde. Mit diesen verengten Enden werden die Röhren
beiderseits in Ringe eingeschraubt, welche, mit einem kleinen Vorsprung in einander
greifend, auf einander gesetzt und mittels eines durchgehenden Ankers
zusammengeschraubt werden. Die Ringe bilden auf diese Weise verticale Röhren. Ein
genaues Aufeinanderpassen der einzelnen Ringe wird dadurch erreicht, daſs die
horizontalen Röhren mehr oder weniger durchgebogen werden. Auf der einen Seite sind
die unteren, auf der anderen Seite die oberen Ringe aller neben einander liegenden
Röhrenschichten zu einem Querrohr für die Einströmung bezieh. Ausströmung
zusammengegossen. Corliss hat dieses Röhrensystem dazu
bestimmt, in dem Feuerzuge zwischen gewöhnlichen Dampfkesseln und der Esse
aufgestellt zu werden und zur Trocknung des Dampfes, zum Vorwärmen des
Speisewassers, zur Wiederverdampfung des Condensationswassers o. dgl. zu dienen. Zum
Trocknen bezieh. Ueberhitzen des Dampfes eignen sich im Allgemeinen die
Gliederkessel wohl besser als zum Vorwärmen des Speisewassers, da sich bekanntlich
in den Vorwärmern viel Kesselstein ansetzt.
Um möglichst trockenen Dampf zu erhalten, hat J. G. Schmidt in Berlin zwischen Wasserröhren und
Dampfröhren ein belastetes Ventil (* D. R. P. Nr. 609 vom 21. August 1877)
eingeschaltet, so daſs in den Wasserröhren immer ein höherer Druck herrscht als in
den Dampfröhren. Bei einer späteren Construction (* D. R. P. Nr. 1274 vom 21. August
1877) hat er jedoch dieses Princip wieder verlassen und nur eine gesonderte
Gruppirung der Wasser- und der Dampfröhren beibehalten. Die letzteren liegen direct
über dem Feuer, was in Bezug auf ihre Dauerhaftigkeit jedenfalls nicht zweckmäſsig
erscheint. Die Wasserröhren, die von unten gespeist werden, liegen in einem
absteigenden Feuerzuge, so daſs eine gute Gegenströmung vorhanden ist und der Dampf
aus den Röhren, in welchen die stärkste Dampfentwicklung stattfindet (das sind hier
die oberen), leicht entweichen kann.
Eine ganz neue Idee tritt bei dem in Fig. 11 und
12 Taf. 7 dargestellten Gliederkessel von P. Köhler
in Liegnitz (* D. R. P. Nr. 8514 vom 25.
Juni 1879) auf. Es hat hier jede der nahezu horizontalen Röhren mit
Ausnahme der unteren unmittelbar über dem Feuer liegenden Schicht ihren eigenen
freien Wasserspiegel. Dies wird erreicht durch die besondere Construction der
vorderen Verbindungsstücke der am hinteren Ende geschlossenen Röhren. In diesen
Verbindungsstücken ist nämlich je eine ein Ueberfallwehr bildende Querwand
angebracht, welche das Wasser, wenn es in dem betreffenden Rohr bis zu einer
festgesetzten Höhe gestiegen ist, in das nächst tiefer liegende Rohr abflieſsen
läſst. Die Verbindungsstücke haben auſserdem noch in der Längsrichtung der Röhren
liegende Scheidewände (Fig. 12),
durch welche in jedem zwei Kanäle gebildet werden; der eine ist für den
aufsteigenden Dampf, der andere für das abwärts fliessende Wasser bestimmt. Die
Speisung erfolgt von oben. Das in dem als Träger dienenden Rohre T vorgewärmte Wasser wird zunächst in das Rohr W hinaufgedrückt, flieſst von hier in die oberste
Schicht der horizontalen Röhren, aus dieser über die Ueberfallwand in die nächst
tiefere Reihe u.s.f. Es ist demnach eine gewisse Gegenströmung vorhanden; doch ist
es nicht vortheilhaft, daſs der oben entweichende Dampf mit dem frisch zugeführten
Speisewasser in Berührung tritt.
Vor allen bisher genannten Gliederkesseln hat diese Construction den Vorzug einer
auſserordentlich groſsen Wasseroberfläche. Das Aufsteigen des Dampfes ist dadurch
sehr erleichtert und derselbe wird schon infolge dessen ziemlich trocken sein. Um
eine vollständige Ausscheidung des mitgerissenen Wassers zu erzielen, sind drei
Dampftrockner oder Ueberhitzer D über den Röhren
liegend angeordnet, welche der Dampf nach einander durchströmen muſs, und zwar
reicht in jedem derselben das Eintrittsrohr bis nahe auf den Boden des Kessels,
während das Abflussrohr vom höchsten Punkte abzweigt. Die Befestigung der vorderen
Verbindungsstücke wie der hinteren Deckel der Röhren ist in zweckmäſsiger Weise
durch Bügel mit Schrauben bewirkt. Da die Röhren an den hinteren Enden mit ihren
quadratisch gestalteten Köpfen nur lose auf einander ruhen, so steht einer freien
Ausdehnung derselben nichts im Wege. Die ganze Anlage bietet somit viele Vorzüge im
Vergleich mit anderen Constructionen. Als Nachtheil wäre anzuführen, daſs die
Speisung jedenfalls eine sehr aufmerksame Bedienung erheischt und daſs in den Röhren
sich leicht Kesselstein ansetzen wird, da das Wasser in denselben wenig Bewegung
hat.
Das Wesentlichste der vorstehend beschriebenen Construction, die
freie Wasseroberfläche in jedem Rohr, findet sich ferner noch bei dem Gliederkessel
von Menck und Hambrock in Ottensen (* D. R. P. Nr. 9951
vom 31. October 1879); doch ist die gesammte Wasseroberfläche hier bedeutend
geringer, da die Röhren, wie aus Fig. 13 und
14 Taf. 7 zu erkennen, stark gegen die Horizontale geneigt sind. Die
Rohrköpfe liegen beiderseits auſserhalb des Mauerwerkes. Die oberen ganz mit Dampf
gefüllten Enden der Röhren sind durch kleine Stutzen mit verticalen Röhren a und durch diese mit einem Dampfsammler b verbunden. Die Speisung erfolgt an den unteren Enden
durch U-förmige, mit einander und mit dem Dampfsammler in Verbindung stehende Röhren
c, c1, c2.., in welche das
Wasser bei d eingeführt wird. Der Wasserspiegel in der
obersten Röhrenschicht ist bestimmt durch die Höhe der Mündung von c1, in c, der in der zweiten Reihe durch die Mündung von c2 in c1 u.s.f. Auch hier
werden also wie bei der vorhergehenden Construction die unteren Röhren aus den
oberen durch Ueberflieſsen gespeist, in ähnlicher Weise, wie dies für über einander
liegende Cylinderkessel zuerst von Weinlig ausgeführt
wurde. Vor dem letztbeschriebenen hat dieser Gliederkessel den Vorzug, daſs der
Dampf nicht mit dem frisch zugeführten Speisewasser in Berührung tritt; dagegen hat
er den Nachtheil, daſs ein besonderer Schlammsammler fehlt und in den Röhren sich
leicht Kesselstein ansetzen wird, mit ihm gemeinsam.
Etwas gewagt erscheint der Betrieb des von J.
Everding in Philadelphia (* D. R. P. Nr. 9414 vom 24. October 1879) construirten
Gliederkessels. Derselbe hat gar keinen Wasserraum mehr. Das eingespritzte Wasser
wird sofort verdampft und das ganze Röhrensystem bildet eigentlich nur einen
Dampftrockner und Ueberhitzer. Unmittelbar über dem Feuer liegt eine Schicht aus
Guſsstahl hergestellter Röhren B (Fig. 15 und
16 Taf. 7), jede einzelne aus in einander übergehenden Hohlkugeln
bestehend. In der Achse jedes Rohres liegt ein dünnes Speiserohr C, das im Mittelpunkt jeder Kugel mit einer
Einspritzdüse c (Fig. 16)
versehen ist. Diese Düsen sind, um gegen Zerstörung möglichst geschützt zu sein, aus
Nickel o. dgl. hergestellt. Die Bohrungen derselben sollen nur so groſs sein, daſs
bei gewöhnlichem Betriebe nicht mehr Wasser zugeführt wird, als augenblicklich in den stark erhitzten
Gefäſsen B verdampfen kann. Das Wasser wird durch eine
Dampfpumpe (bei der Inbetriebsetzung durch eine Handpumpe) beständig zugeführt.
Unmittelbar über den Röhren B liegend und parallel
damit ist eine gleiche Anzahl Röhren B1 angeordnet, die in der Mitte durch ein sie
rechtwinklig kreuzendes Rohr mit einander verbunden sind. Jede der Röhren B1 enthält wieder ein
centrales Rohr C1,
welches den aus B aufsteigenden Dampf zunächst aufnimmt
und denselben durch eine groſse Anzahl sehr enger Oeffnungen in das Rohr B1 ausströmen läſst.
Diese Ausströmung wird befördert durch das Einblasen von überhitztem Dampf in die
Röhren C1, wodurch
hauptsächlich eine möglichste Ausgleichung der Temperatur und des Druckes im ganzen
Röhrensystem erzielt werden soll. Aus B1 gelangt der Dampf dann in den eigentlichen
Ueberhitzer F, dessen Fassungsraum mindestens so groſs
sein soll wie der des Dampfcylinders. Derselbe besteht aus mehreren kreuzweise über
einander liegenden Schichten horizontaler Guſsröhren, die durch ein mittleres
verticales Rohr mit einander in Verbindung stehen. In diesem sind siebartige
Einsätze angebracht, die der Dampf beim Ueberströmen aus einer Reihe in die folgende
durchziehen muſs. Der Ueberhitzer F kann übrigens auch
in anderer beliebiger Form hergestellt werden. Aus demselben wird der Dampf weiter
in ein verticales Gefäſs H geleitet, das zur Regulirung
der Dampfspannung dienen soll. Durch ein mit Regulirventil versehenes Rohr wird
nämlich von oben Wasser in das Gefäſs H eingespritzt,
welches in Berührung mit dem stark überhitzten Dampf auch sofort in Dampf verwandelt
wird. Je nachdem man hier mehr oder weniger Wasser zuführt, wird dem Dampf mehr oder
weniger seiner Wärme wieder genommen und dadurch die Spannung niedriger oder höher
gehalten werden können.
Es ist einleuchtend, daſs dieser Gliederkessel einer äuſserst sorgsamen Wartung
bedarf. Bei geringen Schwankungen im Dampfverbrauch können sich schon bedeutende
Aenderungen in der Dampfspannung ergeben.
Als hierher gehörig ist schlieſslich noch ein in D. p. J. 1879 Bd. 231 Taf. 7 Fig. 2
dargestellter Apparat von E. Solvay in
Brüssel (* D. R. P. Nr. 175 vom 26.
Juli 1877) anzuführen. Derselbe soll in Verbindung mit einem
Gliederkessel angewendet werden und zwar hauptsächlich mit solchen, bei denen die
über einander liegenden Röhren in ununterbrochenen Schlangenwindungen aufsteigen
(also wie bei den alten Belleville-Kesseln). Der Apparat von Solvay,
„Decantirapparat“ genannt, ist im Wesentlichen ein Schlammsammler, welcher
zugleich eine lebhafte Strömung befördern, den Dampf trocknen und den Wasserraum
vergröſsern soll. Er besteht aus einem verticalen, unten conisch abgeschlossenen Kessel. An dem
guſseisernen Deckel hängt ein Trichter, in welchen von oben der nasse Dampf aus dem
Gliederkessel einströmt. Das sich hier abscheidende Wasser wird durch den Trichter
nach unten geführt, mischt sich daselbst mit dem ununterbrochen zugeführten
Speisewasser, steigt nach Absetzung der Niederschläge über eine in der Höhe des
einzuhaltenden Wasserspiegels angebrachte ringförmige Wand und flieſst endlich durch
ein mit Rückschlagventil versehenes Rohr in den Gliederkessel zurück. Der Dampf wird
am höchsten Punkte des Verticalkessels entnommen. – Als Schlammsammler mag diese
Vorrichtung ziemlich gute Resultate geben, weniger gute als Dampftrockner. Wegen der
nicht unbedeutenden Dimensionen des Kessels wird (ganz abgesehen von dem
guſseisernen Deckel) die zulässige Dampfspannung bedeutend herab gezogen, wenngleich
der Kessel, da er nicht geheizt wird, durch die Feuergase nicht zu leiden hat. Mit
der Erniedrigung der zulässigen Spannung fällt aber der Hauptvorzug der
Gliederkessel fort, Zweckmäſsig würde eine Ummantelung des Apparates sein, um
Wärmeverluste durch Ausstrahlung zu vermeiden.
Whg.