Bauart und Funktion der Dampfkessel

Bauart und Funktion der Dampfkessel für unsere Dampfboote

Der    Dampfkessel    ist    das    zentrale    -    und    vom    Gewicht    her    schwerste    -    Bauteil    in    unseren    Dampfbooten.    Mit Wärme/Feuer   wird   Wasser   verdampft   und   bei   immer   weiterer   Erwärmung   unter   Druck   gesetzt.   In   der   Regel   werden die   Dampfkessel   mit   Holz   (oft   Buchenholz)   geheizt;   einige   Boote   heizen   den   Kessel   auch   mit   einem   Heizölbrenner (genau    wie    bei    der    Ölheizung    in    Wohnhäusern),    was    die    Bedienung    vereinfacht,    und    selten    wird    auch    mit Anthrazitkohle   geheizt.   In   den   Dampfkesseln   der   Boote   herrscht   im   Betrieb   meist   ein   maximaler   Dampfdruck zwischen    6    und    12    bar.    Dampf    unter    solch    hohem    Druck    hat    durchaus    ein    nicht    zu    unterschätzendes Gefahrenpotential,   insbesondere   wenn   mann   berücksichtigt,   dass   hier   -   je   nach   Kesselgröße   -   zwischen   20   und über    100    Liter    Wasser    unter    hoher    Temperatur    und    hohem    Druck    steht.    Bei    8    bar    Kesseldruck    beträgt    die Temperatur   im   Kessel   ca.   180°;   fällt   der   Druck   -   z.B.   durch   Versagen   des   Kessels   -   plötzlich   ab,   dann   verdampft   das im   Kessel   befindliche   180°   heiße   Wasser   schlagartig.   Die   Bootseigner   sind   deshalb   angehalten,   die   Dampfkessel ihrer   Boote   in   regelmäßigen Abständen   sogfältig   zu   inspizieren   und   zu   überprüfen.   Der   Deutsche   Dampfbootverein hat   hierzu   Regeln   aufgestellt   und   die   Bootseigner   führen   einen   „Bootsdampfkessel   Überwachungsnachweis“,   in dem   die   regelmäßigen   Prüfungen   (i.d.R.   im   Beisein   eines   Bootseigner   Kollegen)   eingetragen   werden.   Auf   unserer DDV-Internetseite   findet   man   diese   Überwachunsregeln   unter   der   Rubrik   „Was   wir   bieten“   und   da   unter   „DDV Bootsdampfkessel-Überwachung“. Man findet zwei Bauarten von Dampfkesseln in den Booten unserer Mitglieder: Den   Rauchrohrkessel ,   bei   dem   das   Wasser   im   Kessel   durch   Rohre   erhitzt   wird,   durch   die   die   heißen   Rauchgase hindurchströmen. Den   Wasserrohrkessel ,   bei   dem   sich   das   Wasser   in   zahlreichen   Rohrschlangen   befindet   und   die   Rauchgase umströmen die Rohre und heizen dabei das Wasser in den Rohren auf.

Die    einfachste    Bauart    des    Rauchrohr-Dampf- kessels     besteht     aus     einem     trommelförmigen Druckkörper,     in     den     viele     (oft     bis     zu     100) Rauchrohre     eingezogen     wurden.     Die     Rohre werden   dabei   eingewalzt   (nicht   eingescheißt   !); wie   man   solche   Rohre   einwalzt,   beschreibet   der Technische   Bericht   „Wie   funktioniert   eine   Rohr- walze“.     Die     heißen     Rauchgase     erhitzen     das Wasser    nur    im    Bereich    der    Rauchrohre.    Der Kessel   ist   nicht   völlig   mit   Wasser   gefüllt   sondern nur   etwa   zu   ¾.   Im   oberen   Bereich   bleibt   somit ausreichend     Platz     für     Dampf.     Es     muss     am Dampfauslass   konstruktiv   unter   allen   Umständen verhindert   werden,   dass   auch   Wasser   durch   die Abdampfleitung   zur   Dampfmaschine   und   in   den Kolbenraum     gelangt,     denn     Wasser     ist     nicht kompressibel   und   würde   damit   den   Kolben   der Dampfmaschine   schlagartig   blockieren,   was   i.d.R. schwerwiegende    Maschinenschäden    zur    Folge hätte.

Um    die    Energie    des    Feuers    besser ausnutzen   zu   können,   wird   auch   der Feuerraum      (Feuerbüchse)      in      den Kessel   mit   einbezogen   und   umschließt diesen     ringförmig.     Man     spricht     bei dieser    Bauart    von    einem    Kessel    mit einer      „nassen      Feuerbüchse“.      Die Kesselkonstruktion     wird     durch     die nasse    Feuerbüchse    deutlich    aufwen- diger   aber   die   Energieausnutzung   ist natürlich      erheblich      besser.      Diese Kesselbauart      dürfte      bei      unseren Booten am häufigsten vorkommen.

Kleiner   Wasserrohrkessel   mit   2   Trommeln und    einem    stark    gebogenen    Rohrbündel          (>   60   Rohre).   Wichtig   bei   der   Konstruk-tion, dass    sich    ein    Wasserkreislauf    ein-stellen kann.      Wasserrohrkessel      haben      einen kleineren   Wasserinhalt   (hier   ca.   nur   15   bis 20   Liter)   im   Vergleich   zu   Rauchrohrkesseln gleicher    Baugröße.    Die    Wasserrohrkessel heizen   damit   schneller   auf,   man   muss   aber den   Wasserstand   genau   im   Auge   behalten, damit    der    Kessel    nicht    trocken    gefahren wird.    Diese    Bauart    eignet    sich    eher    für kleinere Dampfboote.

Auch    ein    kleiner    Wasserrohrkessel    mit    zwei    rechteckigen Wasserkammern   und   ca.   70   Rohren   dazwischen   und   einer größeren    Dampftrommel    und    Wasserspeicher.    Wasserinhalt ca.   15   Liter   bedeutet   auch   hier,   dass   man   sorgsam   auf   den Wasserstand    achten    muss.    Auch    ein    Kessel    für    kleinere Boote.

Kleiner liegender Rauchrohrkessel in einem Dampfboot von 5,5 m Länge.

Liegender    Rauchrohrkessel,    wie    er    bei    Eisenbahn- Dampflokomotiven    zu    Einsatz    kommt.    Bei    unseren kleinen    Dampfbooten    wird    man    eine    solche    Bauart eher    selten    finden,    aber    die    Schiffdampfkessel    der Raddampfer sind stets liegende Rauchrohrkessel.

Wasserrohrkessel   für   große   Boote   mit   3   Trommeln   und   weit   über 100   Rohren.   Die   Rohre   bei   diesen   Kesseln   sind   geschweißt   oder auch   über   Schraubverbindungen   mit   den   Trommeln   verbunden. Diese   großen   Kessel   haben   in   der   Regel   einen   Ölbrenner   als Heizquelle.

Wichtige Anbauteile zum sicheren Betrieb der Bootsdampfkessel:

Sicherheitsventil: Das   Sicherheitsventil   ist   auf   den   max.   zulässigen   Dampf- druck   des   Kessels   einzustellen;   oftmals   wird   diese   Ein- stellung   durch   eine   Plombe   gegen   unbeabsichtigtes   Ver- stellen   gesichert.   Bei   Erreichen   des   maximal   zulässigen Dampfdrucks   muss   das   Ventil   in   der   Lage   sein,   so   viel Dampf    ins    Freie    abzublasen,    wie    die    Feuerung    erzeu- gen/nachliefern    kann.    Es    sollte    eine    Einrichtung    (z.B. Hebel   oder   Schraube)   haben,   mit   der   seine   Funktion   stets überprüft   werden   kann.   Das   Sicherheitsventil   ist   direkt   am Kessel   ohne   Zwischenschalten   einer   Absperreinrichtung anzuschließen. 

Manometer: Ein    Manometer    zur    dauern- den     Anzeige     des     Dampf- drucks   im   Kessel   ist   in   jedem Fall erforderlich.

Wasserstandsanzeige: Die    Wasserstandsanzeige    besteht    i.d.R.    aus    einem hochfesten     Glasrohr,     das     nach     dem     Prinzip     der kommunizierenden   Röhren   den   Wasserstand   im   Kessel anzeigt.    Jeder    Dampfkessel    muss    mindestens    eine solche    Wasserstandsanzeige    besitzen.    Zum    Schutz gegen   eine   versehentliche   Schädigung   des   Glasrohrs wird   dieses   oft   durch   4   Sicherheitsglasscheiben   nach allen     Richtungen     abgeschirmt.     Gut     erkennt     man Absperrhähne    an    den    beiden    Enden    des    Glasrohrs. Diese   Hähne   dienen   der   Überprüfung   der   Anzeige   im Betrieb   unter   Druck   und   sind   so   geschaltet,   dass   das Anzeigerohr     mit     Dampf     durchgeblasen/freigeblasen werden    kann;    anschließend    muss    sich    die    Wasser- standsanzeige    wieder    nachdem    Prinzip    der    kommu- nizierenden    Röhren    auf    den    Wasserstand    im    Kessel ordnungsgemäß   einstellen;   ist   dies   nicht   der   Fall,   dann kann   der   Schiffsführer   auf   eine   Fehlfunktion   der Anzeige schließen.

Bläser: Beim   Bläser   handelt   es   sich   um   eine   Dampfleitung   (roter   Pfeil),   die im   Schornstein   des   Dampfkessels   endet.   Wird   der   Absperrhahn   der Bläserleitung   aufgedreht,   reißt   der   ausströmende   Dampf   die   Rauch- gase   im   Schornstein   mit   und   erhöht   damit   den   Zug   im   Kessel   und damit   auch   die   Frischluftzufuhr   in   der   Feuerbüchse.   Dadurch   kann die    Heizleistung    und    damit    auch    die    Dampferzeugung    kurzfristig deutlich   gesteigert   werden.   Mit   Bläser   darf   der   Kessel   nicht   über längere   Zeit   betrieben   werden,   da   Kessel   und   Rohre   durch   die   stark steigende Heizleistung Schaden nehmen können.