Können Sie mir ein Diagramm zeigen, wie ein heißer Zylinderkessel funktioniert?

Der einfache Zylinderkessel

Der erste wirkliche Fortschritt in der Kesselkonstruktion erfolgte mit der Erfindung des einfachen Zylinderkessels. Es war ein einfaches Design und leicht zu bauen.

Wie der Name schon sagt, ist der Plain Cylinder Boiler ein langer Metallzylinder mit konischen (runden) Enden, die horizontal in einem Mauerwerk angeordnet sind. Einige dieser Kessel waren 40 Fuß lang. Der Zylinder war zur Hälfte mit Wasser gefüllt und an einem Ende wurde im Ofen ein Feuer entzündet.

Das Feuer und die heißen Gase werden zuerst vom Ofen oder dem Feuerraum entlang des Bodens des Zylinders zum gegenüberliegenden Ende des Kessels geleitet. Dieser Kanal wird als "Schornstein" bezeichnet und besteht an drei Seiten aus Ziegeln. Die andere Seite des Kamins ist die Metallwand des Kessels. Die Flammen und heißen Gase berühren das blanke Metall und erhitzen das Wasser im Kessel.

Wenn die heißen Gase das Ende des ersten Kamins erreichen, werden sie entlang einer Seite des Zylinders zurück zur Vorderseite des Kessels geleitet. Von dort werden sie auf der anderen Seite des Zylinders wieder zurück zum Schornstein geleitet. Dies würde einem Kessel von 40 Fuß Länge 120 Fuß Heizfläche ergeben.

Die Geschwindigkeit, mit der der Brennstoff verbrannt wurde, wurde durch eine Klappe in der Nähe des Schornsteins gesteuert. Das Anheben oder Absenken der Klappe steuerte den Luftzug oder die Luftmenge, die in den Ofen gesaugt wurde. Mehr Luft ließ den Brennstoff schneller und heißer verbrennen, wodurch mehr Dampf erzeugt wurde. Weniger Luft spart Kraftstoff und produziert weniger Dampf.

Obwohl diese Kesselkonstruktion weitaus effizienter war als frühere Kessel und seit mehr als 100 Jahren im Einsatz war, wies sie zwei große Mängel auf. Der erste war Schmutz. Wasser, insbesondere Wasser aus dem Mississippi, enthielt Schmutz und dieser Schmutz blieb im Kessel zurück, nachdem das Wasser verdunstet war. Nach einiger Zeit sammelte sich dieser Schmutz am Boden des Zylinders und wirkte wie ein Isolator, der die Wärme daran hinderte, das Wasser zu erreichen. Das bedeutet, dass mehr Brennstoff verbrannt werden musste, um die gleiche Dampfmenge zu erhalten. Das bedeutete auch, dass der Kessel sehr oft gereinigt werden musste.

Der zweite Fehler war gefährlicher. Als die heißen Gase den 120 Fuß langen Kamin entlang strömten, kühlten sie etwas ab. Nicht viel, aber genug, um zu bewirken, dass das Metall des Zylinders auf jeder der drei Seiten auf unterschiedliche Temperaturen erhitzt wurde. Diese ungleichmäßige Erwärmung des Metalls verursachte große Spannungen im Metall, die oft zum Explodieren des Zylinders führten.

Im Internet sind viele Diagramme verfügbar, die die Funktionsweise eines Heißzylinderkessels demonstrieren. Der Heißzylinderkessel, auch als Flammrohrkessel bekannt, ist eine Art Kessel, bei dem heiße Gase aus dem Feuer von einem Ende zum anderen über ein oder mehrere Rohre, die sich im Inneren des Kessels befinden, überströmen.

Es wird gesagt, dass es sich um eine der beiden Hauptarten von Kesseln handelt, die andere ist der Wasserrohrkessel. Ein Flammrohrkessel ist im Allgemeinen horizontal oder vertikal und wird manchmal auch als "Rauchrohr"-Kessel bezeichnet.

Diese Art von Kessel wurde bei fast allen Dampflokomotiven in horizontaler Lokomotivform verwendet. Es wird auch in großem Umfang im Bereich der stationären Technik eingesetzt, charakteristisch für Niederdruckdampfanwendungen wie zum Beispiel die Beheizung eines Gebäudes.