Klassifikation der Dampfkessel mit Hilfe logischer Diagramme. Von G. Hartig, Zwickau, S.-Schedewitz. Klassifikation der Dampfkessel mit Hilfe logischer Diagramme. Es ist zu verwundern, dass bei einem so wichtigen Gebiete der Technik, bei der Lehre von den Kesseln und Dampfmotoren, eine einwandfreie Einteilung bisher noch nicht besteht. Studieren wir die verschiedene Literatur, die es hierüber bereits gibt, so finden wir, dass wohl das Bestreben nicht zu verkennen ist, eine Einteilung zu schaffen, dass aber den verschiedenen Verfassern, wollen sie gewisse Ausführungen nicht ganz übergehen, schliesslich nichts anderes übrig bleibt, als zum Schluss ihrer Einteilung eine Rubrik: „Verschiedene Systeme“ zu bringen. Betrachtet man in dieser Beziehung die Kessel etwas näher, so ist z.B. im 3. Vierteljahrsheft Jahrgang 1900 der Zeitschrift des K. Pr. statistischen Bureaus die Einteilungder Kessel so gewählt, dass 10 Gruppen entstehen, von denen die 10. Gruppe lautet: „Kessel anderer Bauart“, diese Gruppe ist in 4 Unterabteilungen geteilt, von denen die letzte wieder die Bezeichnung: „Kessel sonstiger Bauart“ führt. Weissbach gibt in seinem Werk: „Lehrbuch der Ingenieur- und Maschinenmechanik“ unter „Kesselanlagen“ nur Beispiele, ohne die Kessel einer bestimmten Einteilung zu unterwerfen, wohl in dem Bewusstsein, dass es eine einwandfreie Klassifikation der Kessel noch nicht gibt. Für jedermann, der an scharfes logisches Denken gewöhnt ist, muss die Einteilung der Kesselsysteme in dem Werke „v. Reiche, Anlage und Betrieb der Dampfkessel“, 2. Aufl. grosse Verwunderung erwecken. Der Verfasser dieses Buches wählt als Merkmal die Grösse des Wasserraumes und teilt sämtliche Kessel ein in 1. Kessel mit grossem Wasserraum 2.       „     „    kleinem         „ 3.       „     „    mässigem     „ Dass dieses Merkmal kein logisch bestimmtes ist, muss allgemein zugegeben werden; eine Einteilung mittels dieses Merkmales ist absolut zu verwerfen, da es ganz der Willkür des einzelnen überlassen ist, wo er die Grenze zwischen grossem, mittlerem und kleinem Wasserraum ziehen will, Schlippe teilt in seinem Werk: „Schule des Dampfkesselbetriebes“ die Kessel in folgender Weise ein: 1. Feststehende Kessel: a) Walzenkessel, b) Siederohrkessel, c) Flammrohrkessel, d) Heizröhrenkessel, e) Zusammengesetzte Kessel, f) Wasserröhrenkessel. 2. Halbbewegliche Dampfkessel: a) Feuerbüchsenkessel mit Heizröhren, b)               „                 „    Siederöhren. 3. Bewegliche Dampfkessel: a) Lokomotivkessel,b) Lokomobilkessel,c) Schiffskessel. Dass die Einteilung nach der Bewegungsfähigkeit der Kessel keine empfehlenswerte und vor allen Dingen keine logisch bestimmte ist, braucht wohl nicht näher erörtert zu werden, denn es ist ja selbstverständlich, dass man die als feststehend bezeichneten Kessel als bewegliche verwenden, oder umgekehrt die beweglichen festlegen kann. Schwarze klassifiziert in seinem Werke: „Dampfmaschinen und Dampfkessel“ die Kessel wie folgt: I. horizontale und II. vertikale. Die horizontalen teilt er nach der Statistik der Dampfkessel im deutschen Reiche in: 1. Einfache Walzenkessel, 2. Walzenkessel mit Siederöhren, 3. Engrohrige Siederohrkessel-Gliederkessel, 4. Flammrohrkessel mit 1 Flammrohr, 5.              „              „  2 Flammrohren, 6.              „              „  Quersiedern, 7. Heizröhrenkessel ohne Feuerbüchse. 8. Feuerbüchsenkessel mit Feuerröhren, 9.               „                 „   Siederöhren. Dass ihm selbst diese Einteilung nicht ganz einwandfrei erschien, geht daraus hervor, dass er sagt: „Man kann jedoch auch die folgende noch einfachere Einteilungsweise benutzen“: 1. Kessel mit einem einzigen Wasserraum: a) Einfache Zylinderkessel, b)        „                „          mit 1–2 Flammrohren und Vorfeuerung, c) Einfache Zylinderkessel mit 1–2 Flammrohren und Unterfeuerung, d) Einfache Zylinderkessel mit 1–2 Flammrohren und Innenfeuerung, e) Einfache Zylinderkessel mit 1–2 Flammrohren und Quersiedern, f) Kessel mit vielen engen Feuerrohren. 2. Kessel mit mehreren Wasserräumen: a) Kessel mit 1, 2 oder 3 Unterkesseln und Unterfeuerung-Siederkessel, b) Kessel mit 1 bis 2 Unterkesseln und Zwischenfeuerung-Vorwärmkessel, c) Kessel mit danebenliegenden Vorwärmern. d) Kessel mit Wasserrohren, e) Gliederkessel. 3. Kombinierte Kessel. Aber auch diese Einteilung ist keine logisch bestimmte, denn die unter 3 genannten „Kombinierten Kessel“ gehören doch zweifellos zu Kesseln mit mehreren Wasserräumen. Welche Lehrbücher man nun auch immer in dieser Beziehung prüft, aus allen geht hervor, dass es eine derartige einwandfreie Klassifikation der Kessel, die jedem einzelnen, welcher Bauart er auch sei, seinen bestimmten Platz anweist, noch nicht gibt. Es muss ja zugegeben werden, dass die Lösung dieser Aufgabe gewiss keine leichte ist, und wenn Verfasser im folgenden einige diesbezügliche Vorschläge bringt, so ist er sich wohl bewusst, dass auch die Meinungen hierüber verschieden sein können. Eine Einteilung der Kessel, wie sie in der Zeitschrift des K. Pr. statistischen Bureaus angegeben ist, sollte aber unter keinen Umständen geduldet werden. Wir haben in dem „Logischen Diagramm“ das beste Mittel in der Hand, eine Einteilung zu schaffen, deren besonderer Vorteil noch in der schematischen Darstellungsweise besteht. Wenn das logische Diagramm richtig durchgearbeitet ist, so muss es für jeden Kessel einen bestimmten Platz geben; das Merkmal „Kessel anderer Bauart“ ist logisch nicht bestimmt, also unverwendbar. Soll ein Substantivbegriff, z.B. „Kessel“ durch wesentliche Merkmale eingeteilt werden, so ist es erforderlich, dass diese Merkmale logisch bestimmt sind, es dürfen also keine Adjektiva sein, welche einer Steigerung fähig sind. Im Zweifelsfalle ist es nötig, eine genaue Definition des betreffenden Merkmales zu geben, damit hierdurch eine eindeutige Auffassung gesichert ist. Es seien im folgenden die Hauptregeln der Lehre von den logischen Diagrammen des leichteren Verständnisses halber kurz zusammengefasst.Vergl. hierüber auch des Verf. Abhandlung: Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie 1900/1901, No. 38, 39, 40. Die Lehre von den logischen Diagrammen stellt Substantivbegriffe, welche durch wesentliche Merkmale klassifiziert werden sollen, durch Kreise dar. Die wesentlichen Merkmale werden durch Linien bezeichnet, welche den die Tragweite des zu klassifizierenden Sachbegriffes darstellenden Kreis durchschneiden, und nicht durch in sich zurücklaufende Linien, da adjektivische Begriffe weder substantivische Begriffe noch räumliche Gebilde der Wirklichkeit abschliessend umfassen können.Vergl. E. Hartig, Studien, S. 82. Die Darstellungsweise der Merkmale mittels Linien, die den Kreis durchschneiden, gibt noch einen äusserlichen Vorteil, sie trägt nämlich viel zur klareren Uebersicht des Diagrammes bei, indem man die Charakteristika der einzelnen Merkmale nicht in den Kreis einschreiben muss, sondern ausserhalb desselben vermerken kann. Würde man in sich zurücklaufende Linien verwenden, so würde die Uebersichtlichkeit durch die eingeschriebenen Bezeichnungen bedeutend verlieren. Bezeichnen wir in allen Fällen die wesentlichen Merkmale durch Linien, welche den Kreis schneiden, so bleibt uns in der Verlängerung dieser Linien stets Raum, um hier die betreffenden Bezeichnungen anbringen zu können. Als erstes wesentliches Merkmal wählt man eine Gerade, welche den Kreis durchschneidet und ihn so in zwei Hälften teilt; auf diese Weise entsteht eine Plus- und eine Minusseite; bezeichnet man die das betreffende Merkmal darstellende Gerade mit a, eine + a und eine – a Seite (Fig. 1). Das zweite wesentliche Merkmal wird durch eine Senkrechte zu a dargestellt, wenn dieselbe mit b bezeichnet wird, entsteht so eine + b und eine – b Seite. Der Kreis ist nunmehr in vier Quadranten zerlegt mit den Merkmalen – a – b, + a + b, + a – b, – a + b (Fig. 2). Nun kann aber der Fall eintreten, dass eine dieser Kombinationen logisch unmöglich ist, ein Beispiel hierfür werden wir später betrachten. In diesem Falle verwandelt man die sich kreuzenden Geraden in parallele Gerade, es liegen dann alle Begriffe mit dem Markmal a unterhalb, ohne das Merkmal a oberhalb a, alle jene mit dem Merkmal b oberhalb, ohne das Merkmal b unterhalb b (Fig. 3). Kommt nun ein drittes Merkmal hinzu, so ist es erforderlich, dass jedes der bestehenden Felder in zwei Teile zerlegt wird. Hierzu empfiehlt es sich, eine ∪-Linie oder eine Parabel c zu verwenden, welche den Kreis in die 8 erforderlichen Felder teilt, so wie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Auf gleichen Grundsätzen fortfahrend würde nunmehr bei 4 wesentlichen Merkmalen der Kreis in 16 Felder zu teilen sein. Dies würde durch die Omegalinie d geschehen (Fig. 5). Bei 5 wesentlichen Merkmalen müsste jedes der bestehenden 16 Felder durch eine Wellenlinie e in zwei Teile geteilt werden, so dass dann nach Fig. 6 32 Felder entstehen. Statt der Wellenlinie kann man auch eine M-Linie verwenden. Es gehört schon zu den grössten Seltenheiten, dass ein Hauptbegriff durch 5 gleichwertige, wesentliche Merkmale zerlegt werden kann. Auf gleiche Weise fortfahrend kann man erforderlichen Falles bei 6 wesentlichen Merkmalen den Kreis in 64 Felder zerlegen, oder bei 7 in 128 Felder usw. Textabbildung Bd. 319, S. 13 Textabbildung Bd. 319, S. 13 Fig. 7. Um nun auf unser Beispiel „Kessel“ näher einzugehen, so sei angenommen, dass der Kreis (Fig. 7) diesen Substantivbegriff einschliesse, unter dem wir „sämtliche zur Erzeugung von Wasserdampf mit höherer als der atmosph. Spannung zu verwendende Gefässe“ verstehen. Dieser Begriff „Dampfkessel“ lässt sich nun durch verschiedenewesentliche Merkmale klassifizieren. Sämtliche Kessel trennt man zunächst in einfache und zusammengesetzte Kessel, indem man unter letzteren alle jene, Kessel versteht, welche aus mehreren Einzelkesseln, deren jeder seinen eigenen Dampfraum besitzt, zu einem Ganzen vereinigt werden. Kessel, welche aus mehreren einfachen Einzelkesseln bestehen, die jedoch nur einen einzigen Dampfraum besitzen, gehören also nicht zu den zusammengesetzten Kesseln, diese Kessel müssen auch als einfache bezeichnet werden. Wenn solche Kessel, wie z.B. der Tischbeinkessel im Sprachgebrauch auch mitunter als kombinierte bezeichnet werden, so sollte man diesen zu Verwechslungen und Unklarheiten führenden Gebrauch tunlichst bekämpfen. Textabbildung Bd. 319, S. 13 Fig. 8. Zwillingskessel. Es geschieht diese Trennung in einfache und kombinierte Kessel im Diagramm (Fig. 7) durch eine Gerade a, welche den Kreis in die beiden Halbkreise + a und – a teilt, und zwar liegen alle zusammengesetzte Kessel oberhalb a, alle einfachen unterhalb a. Betrachtet man zunächst die zusammengesetzten Kessel näher, so findet man, dass die verschiedenen Systeme entweder aus mehreren Kesseln gleicher Bauart, oder aus Kesseln verschiedener Systeme zusammengesetzt sind. Diese Wahrnehmung gibt uns ein wesentliches Merkmal, um die zusammengesetzten Kessel zu ordnen, hierzu wählen wir die (punktierte) Gerade a'; auf der Seite + a' liegen alle Kessel, welche aus Einzelkesseln gleicher Bauart bestehen, hierher gehören z.B. der Zwillingskessel (Fig. 8), der Batteriekessel, der Seaton kessel; auf der Seite – a' liegen alle Kessel, welche aus Einzelkesseln verschiedener Bauart bestehen, so z.B. der Dupuiskessel (Fig. 9), zusammengesetzt aus Walzenkessel und stehendem Heizröhrenkessel, oder der Piedboeufkessel, zusammengesetzt aus Cornwallkessel und darüber liegendem Heizröhrenkessel, oder der Piedboeufkessel, zusammengesetzt aus Gallowaykessel und liegendem Heizröhrenkessel, oder der Reichlingkessel, zusammengesetzt aus Cornwallkessel und dahinter liegendem Heizröhrenkessel. Textabbildung Bd. 319, S. 13 Fig. 9. Dupuiskessel. Zum Verständnis der zusammengesetzten Kessel [ist also das Studium der Einzelkessel erforderlich, welche sämtlich in den unteren Halbkreis eingeordnet sind. Zur Klassifikation der Einzelkessel dient uns als wichtigstes, wesentliches Merkmal die äussere Form. Wir trennen den unteren Halbkreis (Fig. 7) durch die Gerade a'' in Kessel, bei denen sämtliche Schnitte geradlinig begrenzt sind und solche von krummlinig begrenztem Querschnitt. Erstere liegen oberhalb a'', auf der Seite + a'', letztere unterhalb a'', auf der Seite – a''. Ferner kann man die einfachen Kessel einteilen in solche mit Elementen von zylindrischer Form und solche ohne Elemente von zylindrischer Form. Man trägt dieses Merkmal b'' als eine Senkrechte zu a'' ein und ordnet in das Feld links von b'', also auf der Seite – b'' alle Kessel ohne Elemente von zylindrischer Form, auf der Seite + b'' alle solche mit Elementen von zylindrischer Form ein. Textabbildung Bd. 319, S. 14 Fig. 10. Flachwandiger Schiffskessel. Textabbildung Bd. 319, S. 14 Fig. 11. Harissonkessel. Von den 4 so entstandenen Kreissegmenten unterhalb a entfallen auf Feld A' alle flachwandigen Kessel, z.B. die flachwandigen Schiffskessel (Fig. 10), auf Feld B' alle Kessel von krummlinig begrenztem Querschnitt und nicht zylindrischer Form, z.B. die Kofferkessel oder die Kugelkessel. Hierher gehört auch der Harissonkessel (Fig. 11), den wir noch genauer betrachten werden. Auf Feld D' Kessel von geradlinig begrenztem Querschnitt mit Elementen von zylindrischer Form, gehört z.B. der Martinkessel oder der Heizrohrschiffskessel (Fig. 12). Es verbleiben in Feld C noch einfache Kessel von krummlinig begrenztem Querschnitt mit Elementen von zylindrischer Form. Dieses Feld umschliesst die grösste Anzahl aller Kesselsysteme und sei deshalb besonders näher betrachtet. Wir verwandeln uns diesen Kreisausschnitt in einen Kreis, welcher also sämtliche einfachen Kessel von krummlinig begrenztem Querschnitt mit Elementen vonzylindrischer Form umschliesst, also alle Rohr- und Röhrenkessel. Diese Kesselsysteme sind nun zu klassifizieren und es geschieht dies durch das Diagramm (Fig. 13) Die Senkrechte a teile die Kreisfläche in eine linke und eine rechte Hälfte nach der Anzahl der Sieder, resp. Siederöhren, so, dass links alle Kessel mit mehreren, rechts alle solche mit einem Sieder liegen. Zu ersteren gehören also alle jene Kessel, bei denen mehr als ein von Heizgasen umspülter, zylinderförmiger, also röhrenförmiger Wasserbehälter vorhanden ist. Dieses ist das erste Merkmal. Textabbildung Bd. 319, S. 14 Fig. 12. Heizrohrschiffskessel. Die Wagerechte b teile den Kreis wiederum in zwei Abteilungen nach dem Merkmal: Heizröhren, resp. Flammrohre vorhanden oder nicht vorhanden. Erstere Gruppe liege unterhalb, letztere oberhalb b. Unter Heizröhren wollen wir nicht nur die gewöhnlich als solche bezeichneten engen Röhren, welche mit Wasser umspült sind, verstehen, sondern alle jene zylinderförmigen Kesselwände, bei denen die Heizgase deren konkave Fläche bestreichen, also nicht nur die Röhren der Heizrohrkessel, sondern auch die Flammrohre der Cornwallkessel oder die Feuerbüchsen der stehenden Kessel, so lange letztere von zylindrischer Form sind. Textabbildung Bd. 319, S. 14 Fig. 13. Eine dritte Gerade c, parallel zu b, teile die Kessel nach der Führung der Heizgase in solche mit Unterfeuerung und solche mit Innenfeuerung. Hierbei sei erwähnt, dass die Vorfeuerung nicht besonders hervorgehoben werden kann, es kommt lediglich darauf an, wohin die Flammen und die Heizgase geleitet werden, lediglich auf die Richtung derselben. Man kann ebensowohl die Innenfeuerung wie die Unterfeuerung in eine Vorfeuerung verwandeln, ohne dass die wesentlichen Bedingungen geändert werden, nämlich, dass die Flammen der Kessel mit Unterfeuerung zuerst unter den Kessel, die der Kessel mit Innenfeuerung zuerst in den Kessel geführt werden. Die Vorfeuerung ist lediglich eine besondere Form einer der beiden Feuerungsarten, kommt daher bei der Trennung der Kessel nach dem Merkmal: „Führung der Heizgase“ nicht in Betracht. Es sei daher der Einfachheit halber bei dieser Trennung die Bezeichnung: „Kessel mit Innen-“ und „Kessel mit Unterfeuerung“ beibehalten, genau müsste dieselbe lauten: „Kessel mit zuerst nach innen geführten Heizgasen“ und „Kessel mit zuerst nach unten geführten Heizgasen“. Dass die Gerade c die Linie b nicht schneiden kann, sondern parallel zu b geführt werden muss, geht daraus hervor, dass es Kessel ohne Heizrohre mit Innenfeuerung logisch nicht gibt. Es liegen also sämtliche Kessel mit Unterfeuerung oberhalb c, auf der Seite – c, alle jene mit Innenfeuerung auf der Seite + c. Nach der Anordnung unterscheidet man: 4. noch „stehende“ und „liegende“ Kessel. Dieses wesentliche Merkmal sei in Fig. 13 durch die Parabel oder U-Linie d dargestellt, welche jedes der vorhandenen Felder in zwei Teile zerlegt. Ausserhalb der Parabel, auf der Seite – d, liegen alle stehenden, innerhalb derselben, auf der Seite + d, sind alle liegenden Kessel eingeordnet. Mit dem Ausdruck „Stehende Kessel“ wollen wir alle diejenigen Kessel mit kreisförmiger Wasseroberfläche im Normalwasserstand bezeichnen, mit „Liegenden Kesseln“ alle jene, welche dieses Merkmal nicht besitzen. Es entstehen auf diese Weise in dem Kieise 12 Felder, und es sollen nun für jedes derselben ein oder mehrere Repräsentanten aufgestellt werden. Feld 1. Stehende Kessel ohne Heizröhren mit mehreren Siedern und Unterfeuerung, z.B. Bergmannkessel, Climaxkessel. Feld 2. Liegende Kessel ohne Heizröhren mit mehreren Siedern und Unterfeuerung, also das grosse wichtige Feld aller Wasserrohr- oder Siederohrkessel, Steinmüller-, Root-, Breda, -Solignac-, Babcock & Wilcox-, Bouilleurkessel und andere gehören hierher. Wir werden dieselben später genauer betrachten. Feld 3. Stehende Kessel mit Heizröhren, mit mehreren Siedern und Unterfeuerung, z.B. Fieldkessel ohne Feuerbüchse. Feld 4. Liegende Kessel mit Heizröhren, mit mehreren Siedern und Unterfeuerung, z.B. Röhrenkessel mit 2 Bouilleurs. Feld 5. Stehende Kessel mit Heizröhren, mit mehreren Siedern, mit Innenfeuerung, Lachapellekessel. Feld 6. Liegende Kessel mit Heizröhren, mit mehreren Siedern, Innenfeuerung, Gallowaykessel, Tenbrinkkessel. Feld 7. Stehende Kessel ohne Heizröhren mit nur einem Sieder und Unterfeuerung, z.B. stehender Zylinderkessel, Retortenkessel. Feld 8. Liegende Kessel ohne Heizröhren mit nur einem Sieder und Unterfeuerung, gewöhnlicher Walzenkessel. Feld 9. Stehender Kessel mit Heizröhren, mit nur einem Sieder und Unterfeuerung, stehender Röhrenkessel ohne Feuerbüchse. Feld 10. Liegender Kessel mit Heizröhren, mit nur einem Sieder und Unterfeuerung, Heizröhrenkessel. Feld 11. Stehender Kessel mit nur einem Sieder, mit Heizröhren und Innenfeuerung, stehender Röhrenkessel mit Feuerbüchse, Fieldkessel. Feld 12. Liegender Kessel mit Heizröhren, mit nur einem Sieder und Innenfeuerung, Flammrohrkessel, Cornwallkessel. Nachdem wir so die verschiedenen Kessel eingereiht haben, betrachten wir im nächsten Abschnitt die einzelnen Systeme genauer. (Fortsetzung folgt.)