30. November 2006

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26. November 2006

Zustand nach der langen Pause
Den ganzen Sommer lang habe ich den Kessel sehr vernachlässigt. Demnächst geht es aber weiter. Ein Teil der selbstragenden inneren Verkleidung (Feuerraum) ist allerdings fertig.



Feuerraum aus feuerfestem Stahl, unten der Aschkasten



Der Feuerraum schreit nach einer Haube...

30. Mai 2006

Kesselverkleidung
Die Werkstatt war im ganzen Monat Mai mit anderen Aufträgen viel zu beschäftigt, um mit der Verkleidung des Kessels anzufangen. Die Jungs haben bereits ein schlechtes Gewissen, so vielleicht geht es demnächst los...

30. April 2006

Erste Schritte
Dieser Teil des Projektes hat am meisten von der im Web verfügbaren Information und von den Anregungen einiger DDV-Mitglieder profitiert.


Bei der Entscheidung um den Kesseltyp war für mich das Wichtigste, dass ich in der Lage wäre, den Kessel selbst zu bauen. Etwas naiv, wie es sich später herausstellen sollte. Ich habe Erfahrung in Hartlöten, und das, verbunden mit der Information, man könne einen Kessel aus Kupferteilen herstellen, reichte für das Erste.

Informationen aus dem Web zeigten jedoch, dass das Hartlöten von Kupferschlangen - eine weit verbreitete Technik - bei gewissen Kesseltypen, bei denen der Wasserspiegel unterhalb der oberen Anschlüsse fallen kann, keine gute Lösung ist. Also: kein Kupfer, Stahl musste sein.

Es war die Lektüre der Webseite von Rainer Radow was mich dazu bewog, VA-Stahl (1.4571) zu verwenden. Es folgten – im stillen Kämmerlein – immer wechselnde Überlegungen, um ein Wasserrohrkessel zu entwerfen. Bei der Festlegung der Materialstärken und bei der vorläufigen Festigkeitsberechnung war das Buch "Festigkeitsberechnungen im Apparate-und Rohrleitungsbau" von Walter Wagner eine große Hilfe.



Eine meiner ersten Skizzen



Sie zeigt ein Zentralgefäß mit ca. 40 senkrecht gebogenen Schlangen. Eine Anfrage bei einem Kieler Betrieb - mir bekannt durch seine "Apothekerpreise" - ergab: Preis pro Schlange (nur Material und Biegen) 34 EUR...!! Folge: Kauf eines gebrauchten, soliden Rohrbiegers (eBay), und... selbst ist der Mann.


Diese Auslegung hatte einige Nachteile, vor allem die große Anzahl von Schweissstellen (80) für die Schlangen. Dann folgte die Änderung zu Spiralschlangen, und die Entdeckung im Buch "Steamboats and Modern Steam Launches", dass es so etwas lange gab, und zwar unter dem Namen "Ofeldt Boiler".



Eine weitere Entwicklung des Entwurfes...



und die endgültige Zeichnung


Bau und Prüfung
Nun ging es darum, die Spiralschlangen zu fertigen. Ich konnte nirgends landen, in Kiel so wieso nicht. Ich hatte jedoch einen Rohrbieger, und vielleicht könnte man... Nach einigen Versuchen (Reste von Kupferleitungen im Keller verloren alle ihre "Geradlinigkeit"...) und mit Hilfe einer simplen Vorrichtung war ich in der Lage, eckige Spiralschlangen zu fertigen.

Die Entscheidung war getroffen, d
as gesamte Material für Druckgefäß und Schlangen wurde bestellt (alles 1.4571). Nach Eintreffen des Materials konnte ich die Schlangen an einem Nachmittag biegen.



Die einfache Vorrichtung. Die Steigung ergibt sich aus der Höhe des Holzkeils.




Die erste Windung ist geschafft




Die ersten zwei Heizspiralen




Und weil sie so schön sind, von der anderen Seite...



Schwieriger war es, mit meiner Fräse die Trommel für die Aufnahme der Schlangen und der Anschlussleitungen zu bohren.


Im Keller, alles zusammengesteckt



Detailaufnahme der Heizspiralen



Die freien Zwischenräume, gleichmäßig verteilt


In der Zwischenzeit war ich Mitglied des DDV geworden und bekam Hilfestellung. Unser Kesselexperte Manfred Achenbach führte alle erforderlichen Festigkeitsberechnungen für meinen Kessel durch, und bereitete die erforderlichen Unterlagen für die TÜV-Prüfung. Unterstützung und Anregungen bekam ich ebenfalls vom DDV-Mitglied Gerd (DB "Sunrise") . Für diese Hilfe bedanke ich mich nochmals.


Bis zu diesem Zeitpunkt war ich davon ausgegangen, dass der Kessel in jeder guten Werkstatt geschweisst werden konnte. Weit gefehlt, der TÜV hatte was dagegen, und bot Hilfe beim Finden einer zertifizierten Werkstatt an. Am Ende landete ich bei einem WIG-Künstler in Böxlung, an der Grenze zu Dänemark, der alle erforderlichen Scheine besitzt und - wichtiger - beim TÜV für seine Qualitätsarbeit gut bekannt ist.



Beim Heften der Spiralen




Zuerst wurden die Schlangen von innen dichtgeschweisst, um Spaltkorrosion zu vermeiden. Die Stellen waren alle gut zugänglich




Der Künstler bei der Arbeit



Letzte Kehlnaht von außen




So sehen die Schweissnähte an der Innenseite aus



Dampfentnahme




Anschlussleitung des Wasserstandsanzeigers



Qualitätsarbeit, oder...?



Nach einer sehr langen Wartezeit (Herr Möller ist voll ausgelastet) konnte der Kessel zur TÜV-Prüfung in Flensburg vorgeführt werden. Hier zeigte sich der Vorteil der guten Zusammenarbeit von TÜV und Schweißer. Nach schneller Kontrolle der Werkstoffzertifikate, der Berechnungen und meiner Zeichnungen folgte die Wasserdruckprüfung mit 18 bar. Das war es...!



Vorbereitet für die Druckprüfung




Prüfung bestanden






Gerade zu meinem Geburtstag bekam ich die geprüften, genehmigten Unterlagen vom TÜV zurück, und das entsprechende Zertifikat.



Die Kesselverkleidung ist nicht genehmigungspflichtig und kann in jeder Werkstatt gefertigt werden. Ich habe mir schon eine gute (und preiswerte...) ausgeguckt. Erste Gespräche führten zu einer Änderung meiner Konstruktion. Nach Ostern soll es los gehen.


Technische Daten
Der Kessel war für die Einzylindermaschine gedacht.
Heizfläche: ca. 1,72 qm
Betriebsdruck: max. 10 bar
Prüfdruck: 18 bar
Betriebstemperatur: 183,2 °C
Wasserinhalt: 17,8 Liter
Leistung, holzbefeuert: ca. 43 kg/h


Allgemeine Überlegungen

Ein Waserrohrkessel dieses Typs ist nicht ohne... Bedingt durch die Verbrennung von Holz und das geringe Wasservolumen wird er viel Aufmerksamkeit während des Betriebes erfordern. Nach Schließen des Dampfentnahmeventils bei voller Leistung vergehen nur ein Paar Minuten, bis das Sicherheitsventil anspricht. Abhilfe kann nur die totale Absperrung der Luftzufuhr schaffen. Dafür muss aber der Aschkasten absolut dicht sein, was ich in meiner Konstruktion berücksichtigt habe.

Ein weiterer Nachteil ist die geringe Verdampfungsoberfläche im Druckgefäß. Mit Sicherheit wird eine Menge Wasser vom Dampf mitgerissen, vor allem bei plötzlicher Erhöhung der Dampfentnahme oder etwa bei Betätigung der Dampfpfeife. Ich habe einen relativ hohen Dampfdom vorgesehen, und die Entnahmeleitungen führen bis zum höchsten Punkt des Doms. In wie weit dies ausreicht, um Wasserschläge an der Maschine zu verhindern, muss die Erfahrung zeigen.

Der Kessel hat natürlich auch Vorteile: er ist unschlagbar leicht und sehr schnell betriebsbereit. Außerdem führt eine schnelle Aufheizung nicht zu gefährlichen Materialspannungen, wie das bei Rauchrohrkesseln der Fall ist. Er kann auch so aufgestellt werden, dass die Feuertür bequem schräg von der Seite bedient werden kann. Und einen schmalen Fuß hat er...

Eine weitere Geschichte ist die Materialauswahl. Sollte ich einen anderen Kessel bauen müssen, dann würde ich statt VA einen guten Kesselstahl nehmen. Abgesehen vom horrenden Preis - besonders wenn man das Zeug privat kauft - verschlechtern sich die Festigkeitswerte dieses Materials rapide ab einer bestimmten Temperatur. Das mag der Grund dafür sein, dass in den USA die Verwendung von VA in "Code boilers" nicht zulässig ist.

Um die Heizfläche zu erhöhen, plane ich, einen "Economiser" (Speisewasservorwärmer) mit ca. 0,3 qm oberhalb der Heizschlangen einzubauen.