Eisenbahn Lokomotive Kessel

Geschichte der Dampfmaschine

Die ersten Dampfmaschinen waren stationär und arbeiteten mit niedrigem Druck. James Watt verbesserte das Design von Newcomen durch den Einbau eines separaten Kondensators und entwickelte weiterhin leistungsstärkere und effizientere Konstruktionen wie tragbare Dampfmaschinen. Als die Kesselkonstruktion insbesondere mit dem Aufkommen des mobilen Kessels verbessert wurde, experimentierte er mit Dampf bei höherem Dampfdruck, der einen Kolben direkt antreiben konnte und ebnete so den Weg für kompaktere Motoren, die Lokomotiven antreiben konnten. Watt selbst erhielt 1794 ein Patent für die Dampflokomotive.

Schon vor dem Einsatz der Dampfkraft war bekannt, dass Pferde schwerere Lasten über feste Holzschienen als über unebene Wege ziehen konnten. Solche Schienen waren an einigen Stellen insbesondere in der Nähe von Bergwerken gebaut und Pferde wurden bald durch die neuen Dampfmaschinen ersetzt. Ursprünglich entwickelt, um den Transport von Rohstoffen und Industriegütern zu erleichtern, wurde die Eisenbahn bei der Öffentlichkeit auch für den Personenverkehr unerwartet beliebt. Großbritannien erlebte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts eine rasche Entwicklung der Eisenbahnlokomotiven. In den 1830er Jahren gab es weniger als 100 Meilen Schienen, 1860 waren es schon über 10.000 Meilen.

Inzwischen entstanden verschiedene Dampfstraßenfahrzeuge wie Dampfwalzen, Zugmaschinen und sogar Dampfschiffe. Diese anderen Dampfstraßenfahrzeuge waren jedoch nicht so populär wie die Dampflokomotive.

Wie funktioniert ein Lokomotivkessel?

Die Grundkonstruktion der Lokomotivkessel blieb im Dampfmaschinenzeitalter konstant, konstruktive Änderungen und Zusatzausstattungen erhöhten die Effizienz und verbesserten die Sicherheit. Lokomotivkessel sind meist Rauchrohrkessel.

Heiße Rauchgase

Dies bedeutet, dass das Feuer heiße Abgase erzeugt, die durch eine Reihe horizontaler Kesselfeuerrohre (daher der Begriff horizontale Trommelachse) strömen und Wärme an das umgebende Wasser innerhalb des Kesselmantels abgeben. Der Dampf entsteht im Kessel der Lokomotive und steigt nach oben, wo das Regelventil seinen Fluss in die Zylinder reguliert.

Dampf ablassen

Nach dem Betreiben der Kolben strömt der entspannte Dampf weiter und entweicht in die Rauchkammer und dann durch das Blasrohr. Dann entweicht der Dampf durch den Schornstein. Dadurch entsteht ein Unterdruck, der Luft durch den Feuerraum saugt, um die Verbrennung zu unterstützen.

Ursprünglich wurde der Dampfkessel der Lokomotive mit festen Brennstoffen, hauptsächlich Kohle, betrieben, der manuell in die Feuerbüchse geschaufelt wurde. Später wurden automatische Heizsysteme eingeführt. Die Wasserversorgung des Lokomotivkessels wird durch Injektoren aufrechterhalten, die durch Einspritzen von entspanntem Dampf arbeiten. Ein Dampfstrahl wird in das Wasser geblasen, der genügend Druck erzeugt, wenn der Dampf durch ein Einweg-Regulierventil in den Kessel der Lokomotive eintritt.

Für den Bodenbereich der Feuer- oder Räucherkammer können Sie unseren Hitzebeständigen Estrich verwenden. 

Kesselrohre

Die frühen Dampfmaschinen arbeiteten mit der Erzeugung von gesättigtem Dampf, der sich oben im Kessel der Lokomotive sammelte und über die Frischdampfleitung direkt die Zylinder geführt wurde.

Später wurde das Design geändert, sodass der gesättigte Dampf weiter erhitzt wurde, um Wasser zu entfernen und seine Temperatur zu erhöhen. Dieser Vorgang wird Überhitzung genannt.

Heißdampf Dampfmaschine

In den frühen Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts wurden Überhitzer eingeführt, die die Dampfmaschine revolutionierten. Der Überhitzer besteht aus einem Überhitzerrohrbündel, einem Dampfdom, Überhitzerelementen und einigen zusätzlichen Flammrohren.

Das Überhitzerrohrbündel nimmt den aus dem Hauptdampfrohr erzeugten Dampf auf, während die zusätzlichen Rohre den Dampf durch die Überhitzerelementrohre leiten, um ihn zusätzlich zu erhitzen und um die Leistungsfähigkeit des erzeugten überhitzten Dampfs zu steigern. Der überhitzte Dampf tritt wieder in die Dampfleitungen ein.

Die letzten Dampfzüge wurden 1967 aus dem allgemeinen Betrieb ausgemustert, als Diesel die Scene übernahm, aber Dampf ist noch lange nicht tot. Tausende von Enthusiasten, viele von ihnen ehrenamtlich unterstützen, restaurieren und betreiben weiterhin historische Dampfeisenbahnen im ganzen Land. Im Jahr 2008 schloss eine Dampflokomotive namens Tornado, die mit Unterstützung des A1 Steam Locomotive Trust von Grund auf neu gebaut wurde, ihre Tests ab und wurde für den Einsatz bei Network Rail zugelassen. Obwohl sie auf einer Konstruktion aus den 1950er-Jahren beruhte, musste der Lokkessel den modernen Sicherheitsstandards der EU-Druckgeräterichtlinie entsprechen. Kein britischer Hersteller hat sich als geeignet dafür erwiesen und so wurde sie im Dampflokwerk Meiningen in Deutschland gebaut, das sich zu einem Zentrum für die Restaurierung von Dampflokomotiven entwickelt hat und jedes Jahr im September ein Dampflokfestival veranstaltet.

Vorteile des Lokomotivkessels

Einer der Vorteile des Lokomotivkessels besteht darin, dass er ein kostengünstiger Kessel ist und eine hohe Dampferzeugungsrate hat.

Nachteile des Lokomotivkessels

Einer der Hauptnachteile von Lokomotivkesseln ist die Notwendigkeit, einen sicheren Arbeitsdampfdruck aufrechtzuerhalten, der von einem Manometer überwacht wird, während ein übermäßiger Kesseldruck vermieden wird, der zum Öffnen des Sicherheitsventils führt.

Wenn der Lokomotivkessel schwer arbeitet, können verbrannte Festbrennstoffpartikel durch das Blasrohr und aus dem Schornstein ausgestoßen werden. Dadurch besteht die Gefahr von Streckenbränden.

Ein weiterer Nachteil des Lokomotivkessels, insbesondere in Gebieten mit hartem Wasser, ist das Problem der Korrosion und Kesselsteinbildung.

Feuerfeste Materialien, die in einem Lokomotivkessel verwendet werden

Feuerfeste Materialien spielen eine wichtige Rolle bei der Konstruktion und Wartung des Lokomotivkessels. Hier sind einige der feuerfesten Materialien, die Sie möglicherweise benötigen.

(Hitzebeständiger Estrich)          (Keramikfaser Matte)          (Vitcas Feuerfester Beton)           (Premium 1P Dichtungsmasse)

Feuerziegelbogen

Der Schamottesteinbogen befindet sich über dem Feuer und verhindert, dass verbrannte Brennstoffpartikel direkt in die Feuerrohre gelangen. Dieser Schamottesteinbogen kann entweder aus Schamottesteinen und feuerfestem Mörtel konstruiert oder vor Ort aus einem feuerfesten Gießmaterial geformt werden. Manchmal wird der Schamottesteinbogen in Abschnitten aus  feuerfestem Material  gegossen und dann mit feuerfestem Mörtel zusammengefügt.

Kesselisolierung von Lokomotiven

Zur Isolierung des Lokkessels können Sie das Kesselrohr mit Keramikfasermatte umwickeln und dieses dann mit den Verkleidungsblechen abdecken.

Lager

Wenn Sie Weißmetalllager gießen, verwenden Sie unser Premium 1P zum Abdichten und als Befestigungsmasse. 

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