Dampferzeugung |
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Zentrales Element des
Kessels
war gar nicht der Kessel selber, sondern die
Feuerbüchse.
Der Kessel stellte einfach ein mit Wasser gefülltes Gehäuse dar. Um zu
einem unter Druck und mit Dampf gefüllten Objekt zu werden, musste das
Wasser darin erwärmt werden. Das erfolgte bei den üblichen
Dampflokomotiven in der Feuerbüchse, die in der Regel beim
Führerhaus
eingebaut wurde. Daher beginnen wir auch hier die Beschreibung. Wegen dem verwendeten Barrenrahmen, wurde die Breite der Feuerbüchse nicht mehr durch den Rahmen beschränkt. Daher konnte sie auf dem Barrenrahmen abgestellt werden und war in der Breite lediglich durch die beiden Triebräder beschränkt worden.
Breiter werden konnte man eigentlich nur noch durch eine
Laufachse
unter dem
Führerhaus.
Das war aber bei der
Gotthardbahn
wegen den
Drehscheiben
nicht möglich. Die Grösse der Feuerbüchse war bei der Gotthardbahn kein so grosses Problem, wie bei anderen Bahnen. Der Grund dafür liegt in den von der Bahngesellschaft in Deutschland beschafften und auch bei der Baureihe A 3/5 verwendeten Briketts aus Ruhrkohle
Diese hatten gegenüber minderwertigen
Kohlen,
wie sie in anderen Ländern verwendet wurden, eine sehr grosse
Brennleistung. So konnte ein heisseres Feuer auf einer kleineren
Rostfläche
entfacht werden.
Das glich die Grösse der
Feuerbüchse
wieder aus. Ein weiterer Effekt dieser
Briketts
war, dass diese bei der Verbrennung weniger Russ und kaum Rauch bildeten.
Auf einer
Bergbahn
mit sehr vielen und zum Teil sehr langen
Tunnel,
war das natürlich ein grosser Vorteil. Des Weiteren bildete sich aus
diesen Briketts wesentlich weniger Schlacke, was den Unterhalt
vereinfachte. Sie sehen, dass Briketts nicht unbedingt minderwertig sein
müssen.
Das Feuer wurde auf einem üblichen
Kipprost
ausgebreitet. Dieser hatte eine Länge von 3 120 mm erhalten und er wurde
gegen vorne geneigt eingebaut. So konnte das Feuer in der langgezogenen
Feuerbüchse
nach unten rutschen und bedeckte somit den ganzen Rost, der über eine
Rostfläche
von
3.34 m2 verfügte. Die
dadurch verbrannte
Kohle
fiel an der tiefsten Stelle durch den Rost in den darunter aufgehängten
Aschekasten.
Sie hatte damit ihre Arbeit getan.
Um zu verhindern, dass sich glühende Teile, die durch den Rost fielen,
sich auf dem
Gleis
an den
Schwellen
gütlich tun konnten, wurde ein Funkengitter eingebaut. Dadurch wurde
wirksam verhindert, dass die Asche auf den Boden fallen konnte. Zudem
konnte durch das Gitter frische Luft angezogen und dem Rost zugeführt
werden. So gelangte diese Luft optimal zum Feuer und regte dort die
Verbrennung an.
Die
Feuerbüchse
selber bestand aus den beiden Seitenwänden aus Stahl, der Decke auf Kupfer
sowie der Rohrwand und der Rückwand, welche auch aus Stahl aufgebaut
wurden. Die
Feuerbüchsrückwand
war stark geneigt ausgeführt worden, was bei Bahnen in der Schweiz nicht
üblich war. Das hatte jedoch auch Auswirkungen auf die direkte
Heizfläche
der Feuerbüchse. Diese Heizfläche wurde daher mit
15.4 m2 angegeben.
Die heissen durch das Feuer entstehenden Verbrennungsgase wurden nach der
Feuerbüchse in die
Rauchrohre und somit Richtung
Langkessel abgezogen und
verliessen diese so relativ schnell. Dabei bewirkten sie in der
Feuerbüchse kaum eine merkliche Heizleistung, da hier in erster Linie die
grosse Hitze des Feuers genutzt wurde. Die Wärmeabstrahlung bewirkte die
gewünschte Erwärmung der Metalle, die um die Feuerbüchse aufgebaut wurden. Richtig entfalten konnten sich die heissen Gase in den Rauchrohren. Der bei diesem Modell verwendete Langkessel hatte insgesamt 316 Rauchrohre erhalten. Diese verfügten über eine Rohrlänge von 4 800 mm.
Längere
Rauchrohre sollte es in der Schweiz nur noch bei der Baureihe
C 5/6 geben.
Damit hatte die Reihe A 3/5 der
GB
einen gigantischen
Kessel erhalten. Das wirkte
sich natürlich auch auf die indirekte
Heizfläche aus, die 173.2 m2
betrug. Nachdem die Rauchgase ihre Arbeit getan haben und die Rauchrohre verlassen hatten, wurden sie in der Rauchkammer beruhigt und von mitgerissenen Schwebeteilen befreit. Diese fielen schliesslich auf Grund der Schwerkraft auf den Boden, wo sie ausglühen konnten und damit ungefährlich wurden.
Durch die 2 100 mm lange
Rauchkammer bedingt, stand ein grosser Bereich
zur Verfügung, so dass die Intervalle für die Wartung verlängert werden
konnten.
Um die Reste vom Boden der
Rauchkammer zu entfernen, konnte die
Rauchkammer von vorne erreicht werden. Dazu wurde die mit speziellen
Riegeln verriegelte
Rauchkammertüre geöffnet. War zu diesem Zeitpunkt das
Feuer noch aktiv, wurde der Luftzug unterbunden und die Rauchkammer füllte
sich mit Rauch. So konnte letztlich der Schmutz entfernt werden. Als
Standfläche für das Personal war vor der Rauchkammer eine
Plattform
vorhanden.
Damit auch die letzten glühenden Teile aus dem Rauch entfernt wurden,
musste dieser durch ein Funkengitter um in den
Kamin und so zum Ausgang zu
gelangen. Der Weg durch den senkrechten Kamin nahmen die
Rauchgase im
Betrieb mit Hilfe des Abdampfes von den Maschinen. Daher wurde das Feuer
zusätzlich angefacht. Beim Vorheizen konnte, sofern im
Kessel noch genug
Druck vorhanden war, der
Hilfsbläser zur Anfachung benutzt werden. Bei der Gotthardbahn wurden die Kamine mit einem Kamindeckel versehen. Dieser war im Betrieb nach hinten geklappt und wurde auf den Kamin gedreht. Er hatte die Aufgabe zu verhindern, dass Feuchtigkeit in die Rauchkammer gelangen konnte.
Der Deckel war so ausgelegt worden, dass nur
noch ein leichter Luftzug das Feuer anfachte, so konnte auch bei
geschlossenem Deckel das Reservefeuer erhalten werden. Um die Entwicklung von Rauch zusätzlich zu verhindern, baute man den Lokomotiven ein Rauchverbrenner ein. Dieser Rauchverzehrer wurde von der Gotthardbahn entwickelt und bewährte sich schon bei den zuvor abgelieferten Maschinen sehr gut.
Daher wurde auch hier diese Einrichtung
verwendet. Auch wenn die
Rauchgase dadurch kaum zu erkennen waren, wurden
die gefährlichen
Kohlenmonoxyde natürlich nicht vernichtet. Durch das Feuer in der Feuerbüchse und durch die heissen Gase in den Rauchrohren und deren Heizfläche wurden die Metalle im Kessel sehr stark erhitzt. Das konnte so weit gehen, dass insbesondere die aus Kupfer aufgebaute Decke der Feuerbüchse schmelzen konnte.
Damit das nicht passierte, mussten die stark
belasteten Metalle zusätzlich gekühlt werden. Diese
Kühlung für die
Metalle erfolgte mit dem sich im
Kessel befindlichen Wasser.
Dieses Wasser verdampfte an den Metallen und entzog diesen so die Wärme.
Da der entstehende Dampf leichter als das Wasser war, stieg er im
Kessel
an die Decke und frisches kühleres Wasser gelangte zu den heissen
Metallen. Dadurch wurden die Metalle optimal gekühlt und als Nebenprodukt
dieser
Kühlung entstand schliesslich der für den
Antrieb benötigte Dampf.
Man nutzte daher das
Kühlmittel als Träger für die Energie.
Der Dampf und wurde schliesslich im
Dampfdom gesammelt. Dazu wurde auf den
Kessel hinter dem
Kessel und somit unmittelbar am vorderen Ende des Kessels
ein grosser Dampfdom aufgebaut. Der dort gesammelte
Nassdampf wurde jedoch
nicht, wie bei den bisher abgelieferten Maschinen, direkt den
Dampfmaschinen zugeführt, sondern wurde noch einmal behandelt. Diese
Nachbehandlung des Dampfes bringt viel mehr
Leistung.
Vom vorderen
Dampfdom gelangte der
Nassdampf
zum Dampftrockner der
Bauart
Clench. Dieser war im
Kessel eingebaut worden und besass eine
Heizfläche
von
47.4 m2. Dadurch wurde
der Dampf noch einmal erhitzt und so von der enthaltenen Feuchtigkeit
befreit. Die Temperatur des Dampfes stieg nun auf einen Wert von 270°C an.
Die Erwärmung war jedoch nicht so hoch, wie bei den
Überhitzern, die durch
direkten Kontakt mit den
Rauchgasen arbeiteten.
Mit dem Dampftrockner haben wir die letzten
Heizflächen erhalten. Daher
können wir nun die Heizfläche der
Lokomotive bestimmen. Die gesamte
rechnerische
Heizfläche des
Kessels wurde mit total
236 m2 angegeben.
Damit hatte die Maschine von allen in der Schweiz eingesetzten Lokomotiven
der Baureihe A 3/5 die grösste Heizfläche erhalten. Das zeigt die
Dimensionen dieser Maschinen deutlich auf. Dieser Wert wurde zudem nur
noch von wenigen Maschinen überboten.
Der getrocknete Dampf gelangte nun zum zweiten
Dampfdom, wo er gesammelt
wurde. Ab dort erfolgte letztlich die Zuleitung zur
Dampfmaschine und
somit zum Verbraucher. Dieser Dampfdom war etwas kleiner, da jetzt ja der
Dampf dem
Kessel
entnommen wurde. Jedoch hatte diese Entnahme den
Nachteil, dass sich der Wasserspiegel im Kessel senkte. Dadurch geriet die
besonders gefährdete Decke der
Feuerbüchse in Gefahr.
Die Gefahr war so gross, dass bei einer geschmolzenen Decke die
Lokomotive
schlicht explodieren konnte. Damit diese Gefahr etwas gebannt wurde, baute
man bei den
Stehbolzen zusätzliche
Sicherheitsbolzen ein. Diese schmolzen
und warnten das Personal mit einen pfeifenden Geräusch vor der drohenden
Gefahr und verleitete dieses daher den Wasserspiegel wieder zu erhöhen.
Die Lokomotive musste jedoch danach in den Unterhalt.
Im Betrieb wollte man jedoch nicht, dass die
Sicherheitsbolzen schmolzen,
daher musste frisches Wasser in den
Kessel gelangen. Bei einem unter Druck
stehenden Gebilde ist das nicht einfach. Daher wurde dazu ein
Injektor
benutzt. Dieser wurde mit dem Dampf des Kessels angeregt und durch den
Druckabfall im Injektor wurde Wasser aus dem
Tender in den Kessel gezogen.
Durch das kalte Wasser sank der Druck im Kessel und der Injektor stellte
ab.
Insbesondere im Winter bestand die Gefahr, dass das Wasser im
Tender
gefrieren konnte. Zwar war es auf der Fahrt immer in Bewegung, was diesen
Umstand verhinderte. Um sicher zu sein, wurden entweder Zusatzstoffe
beigemengt, oder es wurde Dampf in den Tender geleitet der das Wasser
vorwärmte. Diese Einrichtung nannte man auch Speisewasservorwärmer. Er
verhinderte zudem, dass der Kessel beim Speisen mit Wasser zu stark
abkühlte.
Eine weitere Gefahr bestand darin, dass der Druck im
Kessel zu sehr
anstieg. Dies war der Fall, wenn die
Dampfmaschinen ruhten und kein Dampf
aus dem Dom entnommen wurde. Dadurch stieg der Druck im Kessel an und
dieser konnte dazu führen, dass der Kessel bersten konnte. Diese Gefahr
musste daher ebenfalls verhindert werden und gerade hier legte man sehr
grossen Wert auf einen korrekt eingestellten Betriebsdruck.
Deshalb wurden vor dem
Führerhaus zwei
Sicherheitsventile der
Bauart Pop
verwendet. Diese waren so eingestellt worden, dass der Druck einen Wert
von 15
bar nicht übersteigen konnte. Die Einhaltung dieses Wertes wurde
behördlich durch den
Kesselinspektor kontrolliert und die
Sicherheitsventile mit entsprechenden behördlichen Plomben versehen. Eine
falsche Einstellung war daher nur möglich, wenn die Plomben beschädigt
wurden.
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