XXXVI. Versuche über die Verdampfungskraft der Dampfkessel mit und ohne Siederöhren; von Cavé. Im Auszug aus Armengaud's Publication industrielle durch das Practical Mechanics Magazine, 1846 Bd. V, S. 105. Mit Abbildungen. Cavé's Versuche über die Verdampfungskraft der Dampfkessel mit und ohne Siederöhren. Folgende Versuche wurden von dem geschickten und erfahrenen Ingenieur Cavé im Junius 1843 begonnen und im März 1844 beendigt; da sie mit der größten Sorgfalt angestellt wurden, so dienen sie als sichere Anhaltspunkte in allen ähnlichen Fällen. Sie beziehen sich nur auf cylindrische Kessel mit kugelförmigen Enden, sowohl mit als ohne zurückkehrende Züge und separirte Siederöhren. Erster Versuch. Der Kessel, womit derselbe angestellt wurde, ist mit seinem Ofen in Fig. 1 und 2 abgebildet, welche horizontale und Querdurchschnitte der Kessel und Feuerzüge nach zwei verschiedenen Anordnungen vorstellen. Die Länge dieses Kessels A ist 26 Fuß und sein Durchmesser 3 Fuß. Er ist in seinem Ofen durch eine centrale Mauer von Backsteinen unterstützt, welche zwei besondere Bodenzüge bildet. Der Feuerraum ist am Ende des Kessels angebracht, welches im Grundriß mit a bezeichnet ist, und die Flamme und erhitzte Luft streichen von der Feuerstelle längs der ganzen Bodenfläche des Kessels auf einer Länge von beiläufig 3 Fuß fort; hierauf längs des Zugs B um das vordere Ende des Kessels herum und kehren längs des andern Zugs C zurück, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Bei D ist ein Dämpfer angebracht, um den Zug von diesem Canal zum centralen E, welcher direct zum Kamin F führt, reguliren zu können. In letzterem centralen Canal ist eine Röhre C von 1 Fuß Durchmesser und beiläufig 26 Fuß Länge angebracht. In diese Röhre wird das kalte Speisewasser aus der Druckpumpe aufgenommen, so daß es erhitzt wird, ehe es in den Kessel gepumpt wird. Diese Anordnung der Züge etc. wurde sowohl mit Roststangen von gewöhnlicher Construction und von verschiedenen Dimensionen als mit Schodet's verbesserten Roststangen versucht; letztere sind in Fig. 3 und 4 in größerem Maaßstab als unter dem Kessel in Fig. 1 abgebildet. Fig. 1., Bd. 102, S. 188 Fig. 2., Bd. 102, S. 188 Diese Stangen sind sehr breit gegossen; in vorliegendem Falle haben sie 8 3/4 Zoll Breite; ihre Flächen neigen sich aufwärts und bilden längs des Centrums jeder Stange einen stumpfen Winkel, so daß durch die Verbindung jedes Stangenpaars entsprechende Vertiefungen entstehen. Um den Durchzug der Luft durch dieselben zu begünstigen, ist eine Reihe länglicher Oeffnungen von beiläufig 1/2 Zoll Weite längs des Centrums jeder Stange in geringer Entfernung von einander gegossen. Die gewöhnlichen Röste, welche bei diesen Versuchen angewandt wurden, bestehen aus 21 Stangen von beiläufig 3 Fuß 7 Zoll Länge auf 2 Fuß 6 Zoll Breite, welche 5/8 Zoll von einander entfernt waren, und zieht man 2 Zoll an jedem Ende der Stangen, wo sie einander berühren, ab, so hat man für die Gesammtfläche der Durchzüge für die Luft 2 Fuß 4 Zoll, während die ganze Oberfläche des Rosts 8 Fuß 11 Zoll ist; der Raum für den Durchzug der Luft beträgt daher über 1/4 der ganzen oberen Fläche des Rosts. Eine weitere Reihe von Versuchen wurde mit einem Rost von gewöhnlicher Construction angestellt, welcher aber die doppelte Oberfläche des vorhergehenden hatte. Dieß wurde bewirkt, ohne daß man die Breite des Ofens änderte, indem man eine andere ähnliche Reihe von Stangen innerhalb des Ofens in einer Linie mit der erwähnten anbrachte. Die gesammte Heizfläche dieses Kessels war 133 Quadratfuß. Fig. 3., Bd. 102, S. 189 Fig. 4., Bd. 102, S. 189 Mit Bezug auf die Construction der in Fig. 3 und 4 abgebildeten Schodet'schen Stangen wird man bemerken, daß der Betrag des Raums für den Durchgang der Luft zwischen ihnen viel geringer als bei gewöhnlichen Rösten ist; denn er beträgt nur 1/7 von der Oberfläche der Stangen und doch wurden in manchen Fällen bessere Resultate damit erhalten. Die Schicht des auf den verbesserten Rösten verzehrten Brennmaterials war 3 bis 4 Zoll dick, von der Spitze der Stangen gemessen. Es ist klar, daß bei Feuern von dieser Dicke die Luft, während sie durch das Brennmaterial streicht, viel besser in Stand gesetzt ist die Verbrennung zu unterhalten als bei einer dünnen Schicht; es ist aber auch eine viel größere Sorgfalt nöthig, um ein regelmäßiges Feuer zu unterhalten, besonders bei kleinen Kesseln. Die Resultate, welche man mit diesem Kessel bei eilf Versuchen erhielt, sind in folgender Tabelle zusammengestellt:    VerzehrteSteinkohlen in    Pfunden. Verdampftes  Wasser in   Pfunden.  VerdampftesWasser in Pfd.    per Pfd.  Steinkohlen. Dimensionen und Beschaffenheit des Rostes.      1040      8240         7,9 Gewöhnlicher Rost, 4' 11'' × 3' 7''.        963      8340         8,6 deßgl. 2' 6'' × 3' 7''.      1040      8710         8,4 deßgl.   deßgl.        930      8610         9,3 Schodet's verbesserter Rost.      1040      7920         7,6 Gewöhnlicher Rost.        864      7480         8,7 Verbesserter Rost, die Breite auf 2' 9'' vermindert.      1040      8250         7,9 Gewöhnlicher Rost.        845      6750         8,0 deßgl., die Breite auf 2' 9'' vermindert.      1040      7250         7,2 Verbesserter Rost, deßgl.      1016      7650         7,5 deßgl. 3' 7'' × 2' 6''.        987      7590         7,6 Gewöhnlicher Rost, deßgl. Kessel mit separirten Siederöhren. – In denselben Figuren 1 und 2 ist auch ein zweiter Kessel H abgebildet, welcher auf ähnliche Weise eingemauert und mit separirten Siederöhren (Wasserröhren) versehen ist. Die Länge dieses Kessels ist 27 Fuß 3 Zoll, sein Durchmesser aber wie im vorhergehenden Fall; von den zwei Siederöhren I, I hat jede 16 Zoll im Durchmesser und beiläufig 27 Fuß in der Länge, abgesehen von demjenigen Theil, welcher am Ende des Canals durch das Mauerwerk geht. Jede der Röhren communicirt mit dem Kessel durch zwei Verbindungsröhren, die in einer Linie mit den gemauerten Abtheilungen bei J, J angebracht sind, welche mit denen bei K, K den Bodencanal unter dem Kessel von den zwei obern Zügen trennen. Bei dieser Anordnung streicht die Flamme vom Ofen längs des Bodencanals L, indem sie auf beiläufig drei Viertel von der Oberfläche der Röhren I, I so wie auch auf denjenigen Theil des Kesselbodens wirkt, welcher zwischen den zwei gemauerten Abtheilungen eingeschlossen ist. Am hintern Ende des Kessels mündet dieser Canal in die zwei obern zurückkehrenden Züge M, M, längs welcher die Flamme und erhitzte Luft durch den Dämpfer-Canal N in den Centralcanal E fortziehen, welcher letztere zu dem Schornstein F führt. Die gesammte Heizfläche war bei diesem Kessel gleich 344 Quadratfuß, also über 2 1/2 mal so viel als bei dem gewöhnlichen Kessel; aber ungeachtet dieses Vortheils finden wir, daß letzterer die bessern Resultate gab. Durchschnittlich verdampfte nämlich bei eilf Versuchen durch den gewöhnlichen Kessel 1 Pfd. Steinkohlen, 8,2 Pfd. Wasser, während bei zwei Versuchen mit dem Kessel, welcher noch mit Siederöhren versehen war, nur 7,9 Pfd. verdampft wurden. Verzehrte  Kohlenin Pfunden. Verdampftes  Wasser in   Pfunden.     VerdampftesWasser in Pfunden  per Pfund Kohle. Dimensionen und Beschaffenheit des Rostes.     1040      7840           7,5 Gewöhnlicher Rost, 4' 11'' × 3' 7''.     1096      9060           8,3              Deßgl. Bei einer spätem Reihe von Versuchen mit einem Rost von gewöhnlicher Construction, der viel kleiner war als die bei den vorhergehenden Versuchen angewandten, wurden 8,4 Pfd. Wasser durch 1 Pfd. Kohlen bei dem ersten Kessel, und 7,5 Pfd. bei dem zweiten verdampft. Viele Ingenieure haben beobachtet, daß Kessel, welche mit sehr langen Zügen versehen sind, so daß die Flamme und die erhitzte Luft eine Anzahl Windungen machen müssen, hinsichtlich der Dampferzeugung nicht so ökonomisch sind als diejenigen, worin die Flamme einen mehr directen Weg macht: sie fanden nämlich, daß in vielen Fällen der Kessel durch den Zug der Gase längs der letzten Abtheilung der Feuercanäle entschieden abgekühlt wurde. Bei den Beispielen, welche uns vorliegen, hat jedoch dieser Einwurf kein Gewicht, da z.B. bei dem Kessel A die erhitzte Luft nur zwei Touren macht, bevor sie in den Schornstein gelangt, und kein Grund vorhanden ist, eine beträchtliche Abkühlung in den Zügen des Kessels anzunehmen, weil die Temperatur am Fuß des Kamins viel beträchtlicher als die des Kessels selbst ist. Um daher die schwache Verdampfungskraft des letztern Kessels zu erklären, muß man vielmehr annehmen, daß die separaten Siederöhren nicht so viel Dampf erzeugen, als man bei ihrer großen Heizfläche in Verbindung mit ihrer Lage im Feuercanal erwarten sollte. Da sie ganz voll Wasser sind, so fragt es sich, ob das Wasser unter diesen Umständen so leicht verdampft wird, als in einem angemessenen Dampfraum, oder ob der Querschnitt der communicirenden Röhren (da dieselben zugleich voll Wasser sind) hinreichend ist, um ein freies Entweichen des Dampfs in den obern Theil des Kessels zu gestatten. Nach allen Umständen scheint es wahrscheinlich, daß sich der Dampf schwieriger aus dem Wasser entwickelt und daß das Wasser mit einer Dampfschicht umgeben wird, ohne zu verdampfen. Diese Frage verdient übrigens noch genauer untersucht zu werden. Aus der ersten Tabelle ersieht man, daß durch 1 Pfd. Kohlen in einem gewöhnlichen Kessel und mit einem gewöhnlichen Rost 8,6 Pfd. Wasser verdampft werden; ersetzt man aber den gewöhnlichen Rost durch einen gleich großen nach Schodet's Princip construirten, so findet man, daß die Menge des verdampften Wassers auf 9,3 Pfd. steigt, was 0,7 Pfd. zu Gunsten des letztem ergibt. Die nun folgenden Versuche beweisen auch die Vorzüglichkeit dieses Rostes, aber seine Vortheile vermindern sich so ziemlich im Verhältniß seiner Größe. Die zwei letzten Versuche ergeben, daß wenn man das Feuer so gut als möglich unterhält, die gewöhnlichen Roste besser als die verbesserten von Schodet sind, wahrscheinlich ist jedoch dieses Resultat der Beschaffenheit des angewandten Brennmaterials zuzuschreiben. Zweiter Versuch. Gewöhnlicher Kessel. – Der bei diesem Versuch angewandte Kessel hatte dieselben Dimensionen wie der in Fig. 1 und 2 mit A bezeichnete und war auf dieselbe Weise eingemauert, mit der Ausnahme, daß er mit keinem zurückkehrenden Feuerzug versehen war, indem die Flamme und erhitzte Luft unmittelbar unter dem Boden des Kessels in den Kamin abzogen. Bei dieser Anordnung beabsichtigte man nämlich den relativen Werth verschiedenartiger Feuercanäle, sowie denjenigen verschieden großer Röste zu bestimmen. Aus folgender Tabelle sind die dabei erhaltenen Resultate ersichtlich. Verzehrte  Kohlenin Pfunden. Verdampftes  Wasser in   Pfunden. VerdampftesWasser in Pfd.per Pfd. Kohle. Dimensionen und Art des Rostes.    1537     10290        6,7 Gewöhnlicher Rost, 2' 6'' × 3' 7''    1742     13180        7,5              Deßgl. Kessel mit separirten Siederöhren. – Ein zweiter Kessel von kleinern Dimensionen wurde parallel mit dem vorher beschriebenen eingemauert und mit zwei Siederöhren versehen, wie Fig. 1 zeigt. Seine Länge war 19 Fuß 3 Zoll und sein Durchmesser 2 Fuß 7 Zoll; die Siederöhren waren 19 Fuß 3 Zoll lang und hatten 16 Zoll im Durchmesser. Die ganze Bodenfläche des Kessels sowie der Röhren war vollständig der Hitze ausgesetzt und die Flamme etc. zog unmittelbar in den Schornstein ab wie zuvor. Die ganze der Hitze ausgesetzte Oberfläche betrug 228 Quadratfuß; der Fassungsraum des Kessels war gleich 248 Gallons, wovon 165 mit Wasser gefüllt und die übrigen als Dampfraum gelassen wurden. Verzehrte  Kohlenin Pfunden. Verdampftes  Wasser in   Pfunden.  VerdampftesWasser in Pfd.per Pfd. Kohle. Dimensionen und Art des Rostes.    1500     12670         8,4 Gewöhnlicher Rost, 3' 7'' × 4' 11''.    1269     9500         7,4            Deßgl.         2' 6'' × 3'   7''. Diese Versuche zeigen, daß bei der hier befolgten Anordnung der Kessel mit Siederöhren eine viel höhere Verdampfungskraft besitzt, als der nicht mit solchen Röhren versehene, man mag große oder kleine Roste anwenden; es ist ferner aus diesen Versuchen ersichtlich, daß dieser Vortheil nicht eine Folge der vergrößerten Heizfläche ist, welche man durch die Anwendung der Siederöhren gewinnt, sondern der Veränderung in der Anordnung der Feuerzüge. Dritter Versuch. Die bei den letzten Versuchen benutzten Kessel wurden wieder gerade so angeordnet wie beim ersten Versuch, mit dem Unterschied, daß der Canal von dem zurückkehrenden Zug des gewöhnlichen Kessels in den centralen, welcher die Heizröhre enthält, beiläufig 3 Fuß weiter von der Feuerstelle entfernt wurde. Die Resultate dieser letzten Versuche sind wieder den Kesseln von gewöhnlicher Construction ohne Siederöhren günstig, indem der Unterschied des verdampften Wassers höchstens 1 Pfd. per Pfund Kohle beträgt.                                  Gewöhnlicher Kessel. Verzehrte  Kohlenin Pfunden. Verdampftes  Wasser in   Pfunden.  VerdampftesWasser in Pfd.per Pfd. Kohle. Dimensionen und Art des Rostes.    1742     14520         8,3 Gewöhnlicher Rost, 4' 11'' × 3' 7''.    1742     13990         8,0              Deßgl.                 Kessel mit separirten Siederöhren.    1742     13720         7,8              Deßgl.    1742     12930         7,4              Deßgl.