LVIII. Ueber die besten Dampfkessel für den Gewerb- und Fabrikbetrieb; von Professor Dr. Rühlmann in Hannover. Aus den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereins, 1858 S. 8 Mit Abbildungen auf Tab. V. Rühlmann, über die besten Dampfkessel für den Gewerb- und Fabrikbetrieb. Die Frage nach den besten Dampfkesseln für den Gewerb- und Fabrikbetrieb ist dem Verfasser von den Betheiligten so oft vorgelegt worden, daß es ihm nicht überflüssig schien, die Beantwortung derselben hier mitzutheilen. Nach der Stellung der Frage ist kein Zweifel, daß Dampfwagenkessel (Röhrenkessel) und Kessel für Dampfschiffe (Röhrenkessel oder Kessel mit ebenen Wasserkammern und Zungen) hier nicht in Betracht kommen können, höchstens wohl nur erwähnt zu werden braucht, daß die besonderen Anforderungen, welche man an derartige Kessel zu machen gezwungen ist, die großen Kosten derselben (für die erwähnten Zwecke) vollständig aufwiegen, was bei den Kesseln für Gewerb- oder Fabrik-Etablissements niemals der Fall ist. Eben so soll von den sogenannten Henschel'schen (Röhren-) Kesseln abgesehen werden, die man als das Ausgezeichnetste ihrer Art, als die theoretisch vollkommensten Kessel bezeichnen kann, und die als solche mit Recht die Anerkennung verdient haben, welche ihr Erfinder durch Ertheilung eines Preises seitens der Pariser Société d'encouragement erfahren hat. Die Kessel für den Gewerb- und Fabrikbetrieb umfassen hinsichtlich ihrer allgemeinen Formen ein verhältnißmäßig kleines Gebiet, da vorerst von einer anderen Grundgestalt als der cylindrischen, mit kreisförmigen Querschnitten, rechtwinkelig zur Längenrichtung des Kessels (eben so der Siede- oder Feuerröhren), keine Rede seyn kann, weil nur diese Form die Eigenschaft gleicher Widerstandsfähigkeit an allen Stellen des Umfanges besitzt, natürlich selbstverstanden unter der Voraussetzung überall gleich guten Materiales. Was dabei die Gestalt der Endflächen betrifft, so sollte man diese, so lange es möglich, immer krumm (kugelförmig), aber niemals eben (gerade) machen, da letztere Art von Flächen (die ebenen) den verhältnißmäßig geringsten Widerstand zu leisten im Stande sind. Ueberall da wo ebene Endflächen (fast) unvermeidlich sind, d.h. bei allen Kesseln mit inwendigen Flamm- oder Heizrohren, sollten durchgehende Zugstangen (Anker) oder (auch gleichzeitig) Verstärkungen durch WinkelblecheMan sehe hierzu die Abbildungen in der Beschreibung des Fairbairn'schen Röhrendampfkessels, im polytechn. Journal Bd. CXXXI S. 242. niemals fehlen – eine Forderung, die leider noch nicht überall erfüllt, vielmehr die falsche Ansicht gehegt wird, man könne dem Uebel der geringeren Widerstandsfähigkeit durch verhältnißmäßig stärkeres Blech vollständig begegnen, was gewiß auch noch deßhalb nicht der Fall ist, weil zu starke Bleche, oft schon über 8 Linien oder 16 Millimeter Dicke, viel unganze Stellen besitzen. Was nun hiernach den Haupttheil der Frage anlangt, nämlich ob man cylindrische Kessel mit oder ohne Flammrohr, mit Siederöhren oder ohne dieselben, mit inwendiger oder äußerer Feuerung anwendet, so ist eine völlig allgemein gestellte Antwort wohl deßhalb nicht gut möglich, weil eine Menge besonderer Umstände hierbei einwirken können, die zu der einen oder anderen Anordnung führen; eine wenigstens für die meisten der gewöhnlichen Fälle passende Beantwortung läßt sich jedoch auf nachstehende Weise geben. Für alle cylindrischen Kessel unter 4 Fuß Durchmesser (mit Ausnahme der allerkleinsten) sollte man immer ein durchgehendes, gleich weites Flammrohr (bei sonst äußerer Feuerung) in Anwendung bringen. Man vergrößert hierdurch nicht nur die Heizfläche auf zweckmäßige Weise, sondern bildet auch gleichzeitig mit dem durchgehenden Rohre eine vortreffliche Verankerung für die ebenen Endflächen. Dabei darf man dem Flammenrohre nur nicht zu dünne Wände geben, da dieß Rohr einen Druck von Außen nach Innen erfährt, wofür, unter sonst gleichen Umständen, der Widerstand stets geringer ist, als wenn der Druck die Richtung von Innen nach Außen hat. In Bezug auf derartige Kessel, von nicht zu geringem Durchmesser, mit den entschieden vortheilhaften getrennten Rosten (auch bei äußeren Feuerungen), verweisen wir auf frühere Mittheilungen.Polytechn. Journal Bd. CXLIII S. 332 und Bd. CXLV S. 412. Bei allen größeren Kesseln sollte man überhaupt nur getrennte Feuer in Anwendung bringen und als Kesselform selbst entweder die sogenannten Doppelkessel (übereinander liegend) mit äußeren zwischen dem oberen (Hauptkessel) und unteren Kessel (Vorwärmer, Siederohr) befindlichen Rosten und Feuerungen, oder die Fairbairn'schen Kessel mit inwendigen Feuerstellen in parallel nebeneinander liegenden Röhren des Hauptkessels.Von den besonders in Frankreich beliebten Kesseln mit zwei Siederöhren, welche unmittelbar im Feuer liegen (unter dem Hauptkessel) sehen wir hier ganz ab, da sich derartige Kessel schlecht halten, im Mauerwerk leicht los werden, in den Siederöhren leicht durchbrennen und endlich langsam Dampf entwickeln. Man sehe deßhalb auch: Scholl, Führer des Maschinisten, vierte Auflage, Seite 65. Welcher von diesen beiden Kesselformen der Vorzug zu geben seyn dürfte, oder besser, ob von einem solchen Vorzuge überhaupt die Rede seyn kann, wird am besten aus dem Nachstehenden erhellen. Zunächst werde angeführt, daß die Doppelkessel mit Zwischenfeuer, nach unserem Wissen, zuerst von Léon in Frankreich (Armengaud, Publ. indust. Vol. VII, pag. 35) mit einem Vorwärmrohre und später von Cail in Paris (ebendaselbst Vol. IX, pag. 20) mit zwei Vorwärmröhren bekannt gemacht wurden, neuerdings jedoch auch von Scholl in dessen „Führer des Maschinisten“ (4. Auflage, Seite 81) als brauchbare, gute Kessel empfohlen werden. Form und Anordnung dieser Doppelkessel scheint aber auch allein den Anforderungen recht zu genügen, die insbesondere dahin gehen, die ungleichförmige Ausdehnung zwischen dem Hauptkessel und den beiden Vorwärmröhren, sowohl für die Festigkeit des Kessels an sich, als auch in Bezug auf Erhaltung des Mauerwerks, unschädlich zu machen. Man hat dieß einfach dadurch zu erreichen gesucht, daß man nur eine der Vorwärmröhren mit dem Hauptkessel (und überdieß nur an einer Stelle) verbindet, beide Vorwärmer aber durch ein horizontales Rohrstück, am Vorderende derselben, mit einander vereinigt. In Norddeutschland befaßt sich, so weit uns bekannt, besonders die gräflich Stollberg'sche Fabrik mit der Construction derartiger Kessel und kann Referent bezeugen, daß, wenigstens innerhalb der Gränzen des Königreichs Hannover, diesen Kesseln in jeder Hinsicht ausgezeichnetes Lob ertheilt wird. In Fig. 16, 17 und 18 haben wir einen derartigen Kessel abgebildet, welcher vor Kurzem für ein Fabrik-Etablissement in der Residenzstadt Hannover von der gräflich Stollberg'schen Fabrik in Magdeburg geliefert wurde. Zum vollständigen Verständniß der Anordnung bemerken wir hierzu Folgendes: Der Ober- oder Hauptkessel A hat für den speciell hier vorliegenden Fall eine Totallänge von 23 Fuß 3 1/4 Zoll hannoverisch und 4 Fuß 9 Zoll Durchmesser. Jeder der beiden Vorwärmer (Siederöhren) B, B ist 21 Fuß 4 3/4 Zoll lang und hat 2 Fuß 6 Zoll Durchmesser. Dabei ist der Oberkessel auf seiner ganzen Länge, von vorn nach hinten, mit 3 Zoll Gefälle gelegt und ist am tiefsten Punkte mit dem von vorn nach hinten um 3 Zoll steigenden Siederohre B durch ein Rohrstück C von 20 Zoll Durchmesser verbunden. Dieß nach hinten höher gelegene Vorwärmrohr B ist an seinem vorderen Ende mit dem zweiten Vorwärmrohr B' durch ein 27 Zoll weites horizontales Rohrstück vereinigt, wobei noch zu bemerken ist, daß dieser Vorwärmer B' von vorn nach hinten um 3 Zoll fällt, so daß also beide Vorwärmröhren an ihren hinteren Enden in der Höhenlage um 6 Zoll differiren. Um das Ansammeln von Dampfblasen zu vermeiden, hat man an der Scheitelstelle des nach hinten höher gelegenen Vorwärmers eine Verbindung, durch ein besonderes Rohr, mit dem Dampfraume des Ober- oder Hauptkessels hergestellt. Wie aus den Abbildungen erhellt, geschieht die Feuerung auf, unter dem vorderen Ende des Hauptkessels angebrachten, ebenen Rosten, welche durch eine feuerfeste Zwischenwand m getrennt und durch ebenfalls getrennte Thüren verschließbar sind. Von den Rosten aus zieht beim Verbrennen die Flamme, den Oberkessel etwa zur Hälfte berührend, nach hinten, steigt hier nach unten, geht das Vorwärmrohr B (was nach hinten höher liegt) umgebend nach vorn, mündet daselbst in den dritten Zug und entweicht von hier, am zweiten Vorwärmerohre B' hinstreichend, durch den mittelst Schiebers verschließbaren Canal k in den Schornstein. Die Speisung des Kessels erfolgt durch eine selbstständige Dampfspeisepumpe, welche das Wasser aus einem besonderen Vorwärmer entnimmt und am hinteren Ende des zweiten Rohres B' dasselbe in den Kessel treibt. An der tiefsten Stelle des Vorwärmers B' ist auch der Wasserblashahn angeschraubt. Zum Einsteigen in den Kessel ist sowohl auf dem Hauptkessel, als an den Enden jedes der Vorwärmeröhren ein Mannloch angebracht. Fairbairn-Kessel, deren umgebende Züge wie bei M, M' oder wie bei N, N', Fig. 20, angeordnet sind,M, M' ist die sogenannte englische Anordnung der Züge, wobei die heiße Luft vom Roste in 1 aus nach hinten zieht, im Canale 2 nach vorn und im anderen Seitencanale rechts (in der Figur weggelassen) wieder nach hinten geht, um endlich in den Schornstein zu entweichen. Bei N, N' zieht die heiße Luft vom Roste a aus ebenfalls nach hinten, wird aber sodann unter den Kessel im Canale b nach vorn geführt, um getheilt in den beiden Parallelzügen c (wovon der links weggelassen) wieder nach hinten und in den Schornstein zu treten. Gewöhnlich gibt man ersterer Anordnung den Vorzug, weil sie rascher Dampf entwickelt. werden (mit entschiedenem Erfolge) in und um Hannover sehr viel in Anwendung gebracht, sobald der Kessel mehr als 5 Fuß Durchmesser erhalten kann. An mehreren mir bekannten Stellen hat man sogar die vorher beschriebenen Doppelkessel mit Zwischenfeuerung durch Fairbairn'sche Kessel ersetzt, weil sich erstere (der ungleichförmigen Ausdehnung wegen) im Mauerwerke nicht hielten, auch nicht genug Dampf producirten, wobei jedoch ganz besonders erwähnt werden muß, daß bei diesen sämmtlichen Kesseln beide Vorwärmer durch mehrere sogenannte Verbindungshälse in Communication gesetzt und auch keine getrennten Roste vorhanden waren. Ein entschiedener Vorzug der Fairbairn-Kessel ist jedenfalls der, daß die Einmauerung derselben unter allen Umständen eben so leicht wie dauerhaft ist, so wie sehr rasch und, unter Voraussetzung gleicher Feuerflächen, auch ein größeres Quantum Dampf erzeugt wird. Ein unverkennbarer Nachtheil derselben ist jedoch, daß ihre Wände, im Vergleich mit den Doppelkesseln, eine große Dicke besitzen. Selbstverständlich wird man einen Durchmesser von 24 Zoll für die inneren Röhren des Fairbairn-Kessels (zur Aufnahme des Rostes) als das Minimum der zweckmäßigen und nothwendigen Größe bezeichnen müssen, wodurch mit Rücksicht auf das durchaus nothwendige Mannloch p, p, Fig. 20, wenn man den Wänden des Hauptkessels nicht zu nahe kommen und endlich gehörigen Dampf- und Wasserraum erhalten will, der Hauptkessel keinen geringen Durchmesser erhalten kann, die Feuerröhren aber deßhalb größere Wanddicken bekommen müssen, weil sie Druck von Außen zu ertragen haben. Diese Umstände und das Umgehen eines verhältnißmäßig zu langen Rostes, bestimmen uns zu dem Schlusse, Fairbairn-Kessel überhaupt nie anders als dann in Anwendung zu bringen, wenn man wenigstens 30 Zoll weite Feuerröhren nehmen kann, was unter 6 Fuß Durchmesser des Hauptkessels nicht wohl thunlich ist. In der verhältnißmäßig größeren Wanddicke der Fairbairn-Kessel liegt auch die Ansicht begründet, daß diese Kessel theurer zu stehen kommen, als die sogenannten Doppelkessel (Fig. 16–18). Wie weit sich die Richtigkeit dieser Behauptung erstreckt, dürfte aus nachstehender Tabelle zu entnehmen seyn, welche eine für gleiche Verhältnisse und Größen berechnete Zusammenstellung beider Kesselarten enthält. Nicht unbegründet möchte das Urtheil der unbedingten Vertreter der Fairbairn-Kessel seyn, wenn diese behaupten, daß sich viele Kesselfabricanten vor der schwierigeren Arbeit bei der Ausführung der Fairbairn-Kessel scheuen und deßhalb von ihrer Anwendung abrathen; wogegen die Vertheidiger der Doppelfessel bemerken, man empfehle oft Fairbairn-Kessel um sich zufolge des größeren Gewichtes auch mehr Geld zahlen lassen zu können. Alles Für und Wider gegeneinander abgewogen, dürfte wohl der Schluß zu machen seyn, daß für kleinere Kessel, wo geringe Durchmesser (wollte man Fairbairn's System benutzen) zu ganz unzweckmäßigen Verhältnissen führen würden, entschieden Doppelkessel (von der Art wie sie Fig. 16–18 darstellen) in Anwendung zu bringen sind; bei größeren Kesseln aber es ziemlich gleichgültig seyn wird, ob man von der letzteren Art oder von Fairbairn-Kesseln Gebrauch macht, obwohl die übersichtliche Einfachheit der Construction und Einmauerung der letzteren immerhin eine ganz besondere Empfehlung verdient. Wählt man Fairbairn-Kessel, dann dürfte die vorzüglichste Bezugsquelle das Etablissement von Piedbeuf in Aachen seyn, dessen jüngst nach Hannover gelangte Kessel, sowohl der Construction (nirgends mehr Winkeleisen, die Feuerröhren ohne innerhalb sichtbare Niete etc.), als der Arbeit, so wie endlich auch dem Materiale nach, als das Vorzüglichste ihrer Art bezeichnet werden müssen, nicht zu gedenken des fast unglaublich billigen Preises von 11 Rthlr. pro Centner franco Aachen.Dem Vernehmen nach gedenkt Hr. Piedbeuf in Hannover eine Filial-Dampfkesselwerkstatt zu errichten. Zur Zeit ist zu rathen sich an Hrn. Ingenieur Grote in Linden (vor Hannover) wegen Anschaffung Piedbeuf'scher Kessel zu wenden, da dieser Herr vom Aachener Etablissement mit der Besorgung der Geschäfte für Norddeutschland betraut ist und den Abnehmern zugleich als Rathgeber gern zur Seite steht. Wir lassen nunmehr die bereits oben erwähnte Tabelle folgen, zu deren Verständniß eine besondere Auseinandersetzung nicht nöthig seyn wird. Bemerkt werde nur, daß L, und D Länge und Durchmesser für den Hauptkessel, l und d dieselben Dimensionen für die Feuer- und Vorwärmeröhren bezeichnen, F die Feuerfläche und δ die Blechwanddicke darstellt. Textabbildung Bd. 148, S. 266 Kesselart.; Doppelkessel mit Zwischenfeuerung für 30 Pferdekräfte.; Fairbairn-Kessel für 20 Pferdekräfte.; Fairbairn-Kessel für 30 Pferdekräfte.; Metern.; Quadratmetern.; in Millimetern.; Kessel.; Rohr.; Gewicht in Kilogram.; Preis in Thlrn.; Bemerkungen. Das Verhältniß des Dampfraumes im Hauptkessel zum Wasserraume daselbst ist überall = 2/3 angenommen. Die Zahl (= 1/m) welche angibt, wie viel von der Gesammtmantelfläche des Hauptkessels auf Feuerfläche gerechnet ist, wurde durchaus = 4/7 gesetzt. Dieselbe Zahl wurde für dasselbe Verhältniß Zahl (= 1/m) in Bezug auf die Röhren beibehalten, mit Ausnahme des 2. und 6. Kessels wo 2/3 gewählt wurde. Pro Pferdekraft sind überall 1,7 Quadratmeter (= 20 Quadratfuß hannov.) Feuerfläche angenommen. Bei der Gewichtsberechnung hat man 20 Proc. auf Niete und sonstige nothwendige Gegenstände gerechnet.Zur Berechnung des Durchmessers vom Hauptkessel wurde überall die Redtenbacher'sche Formel benutzt:Textabbildung Bd. 148, S. 267Um die Wanddicke = δ zu berechnen, wurden die in Preußen vorschriftmäßigen Formeln in Anwendung gebracht. Wir schließen hiermit unsern Artikel, fügen jedoch noch die Bemerkung hinzu, daß der in Figur 19 (1/96 wahrer Größe) abgebildete Kessel einer von dreien ist, welche kürzlich von der anerkannten Wöhlert'schen Maschinenbauanstalt in Berlin für die (größte deutsche) Papierfabrik, des Hrn. Winter in Altkloster bei Buxtehude (Königreich Hannover) geliefert wurden, und man in jeder Hinsicht (besonders großer Dampfproduction und geringen Kohlenaufwandes wegen) mit diesen Kesseln außerordentlich zufrieden ist. Der Rost liegt in der Horizontale bei R. (am vordern Ende des Kessels), von wo aus die Flamme und heiße Luft, unter dem Kessel a fortziehend, nach hinten strömt, im Feuerrohre b wieder nach vorn kommt, sodann gleichzeitig in 3, 3 wieder nach hinten fließt und endlich, das Vorwärmrohr längs der Züge 4 und 5 bestreichend, in den Schornstein entweicht.Dem Vernehmen nach wiegt jeder dieser Kessel 160 Centner und wurden alle drei mit 7000 Rthlr. bezahlt, wozu noch extra 1100 Rthlr. für Garnituren kommen, so daß sich der Totalpreis zu 8100 Rthlr. herausstellt. Jeder der Kessel soll 30 Fuß Länge haben.