Mir ist aufgefallen, dass die RN Schlachtkreuzer im Schnitt 30-60% mehr Dampfkessel spazieren fuhren als die deutschen Großen Kreuzer.
Wobei es bei den Engländern einen stetigen Anstieg gab und bei den Großen Kreuzern eine Sinus Kurve.
Invincible Klasse: 31 Yarrow-Kessel/ 44.875 PS
Indefatigable Klasse: 31 Yarrow-Kessel
HMAS Australia: 31 Babcock & Wilcox -Kessel
HMS New Zealand: 32 Babcock & Wilcox -Kessel
Lion Klasse (Princess Royal; HMS Queen Mary): 42 Yarrow-Kessel
Tiger: 39 Babcock & Wilcox-Kessel
Renown: 42 Babcock & Wilcox-Kessel
Von der Tann: 18 Dampfkessel
Moltke/Goeben: 24 Dampfkessel
Seydlitz: 27 Dampfkessel
Derrlinger: 18 Marinekessel
Lützow: 18 Marinekessel
Hindenburg: 14 Marinekessel
Mackensen-Klasse: 24 kohlegefeuerte Einender-Dampfkessel und 8 ölgefeuerte Marine-Doppelender-Dampfkessel= 32 Kessel.
Ich spare mir jetzt die Leistungsangaben, die Quelle ist Wiki, insoweit glaube ich stecken dort immense Fehler.
Hat jemand relavant Daten zu den Schiffen?
Waren die deutschen Kessel grösser oder effizienter als die englischen Kessel?
Ab Tiger werden ausschließlich ölgefeuerte Babcock & Wilcox -Kessel eingesetzt, hat der deutsche Ableger von Babcock & Wilcox (Benson Kessel) auch die HSF beliefert?
http://de.wikipedia.org/wiki/Deutsche_Babcock
Gab es zwischem Seydlitz und Derfflinger eine technische Innovation bei deutschen Kesseln oder fehlen bei Wiki zusätzliche Ölkessel?
Kann es wirklich sein, dass SMS Hindenburg mit 120% Überlast mit 14 Kessel mehr Leistung erreicht, als Mackensens projektierte Leistung mit 32 Dampfkessel?
Ich weiss sehr viele Fragen, aber kann vielleicht Jemand Licht in mein Dunkel bringen?
Was sagt der Gismer dazu?
Stichworte:
Kohlekessel, gemischte Feuerung, Ölkessel, Doppelkessel, Einenderkessel, Doppelenderkessel, engrohrige Kessel (Schultz-Thornycroft), weitrohrige Kessel (engl. bis Renown-Klasse, dann ab Courageous-Klasse ebenfalls engrohrig)
Kann man in der englischen Wiki bei den einzelnen Schiffsklassen aber eigentlich alles nachlesen...
MfG
PS: die weitrohrigen Kessel brauchen mehr Platz (in der Breite, wie es mit Höhe aussieht ist mir unbekannt) und sind schwerer; Fock hat in Schwarze Gesellen Band 2 eine ausführliche Aufstellung mit Vor- und Nachteilen im Anhang aufgeführt...
Lt. Breyer¹ (mit Ausnahme der dort² falschen Angaben zur Ersatz-Yorck-Kl.):
Von der Tann | Moltke-Klasse | Seydlitz | Derfflinger-Klasse | Mackensen-Klasse³ | Ersatz-Yorck-Klasse³ |
18 Marine-Doppelkessel (Kohle)4 | 24 Marinekessel (Kohle) | 27 Marinekessel (Kohle) | 14 Marine-Doppelkessel (Kohle)
4 Marine-Doppelenderkessel (Öl) | 24 Marine-Einenderkessel (Kohle)
8 Marine-Doppelenderkessel (Öl) | 24 Marine-Einenderkessel (Kohle)
8 Marine-Doppelenderkessel (Öl) |
16 atü | 16 atü | 16 atü | 16 - 18 atü |
Anm.:
1 = Siegfried Breyer, »Schlachtkreuzer der Kaiserlichen Marine« Bd. I und II, Marine-Arsenal Heft 7 und 10, Podzun-Pallas, Friedberg 1988/89
2 = »Schlachtschiffe und Schlachtkreuzer 1905 - 1970, Pawlak, Herrsching o.J. [ca. 1989], S. 304
3 = RMA, Referat K I (Hrsg.), »Neubauten und Neuentwürfe S.M. Schiffe.« Stand: Ende 1917
4 = in »Schlachtschiffe 1905 - 1992« Bd. 1, Podzun-Pallas 1992, S. 26 gibt Breyer abweichend 18 Schulz-Thornycroftkessel (Kohlefeuerung) anGruß
Thomas
Auch wenn dieses Thema bereits etwas älter ist, will ich versuchen etwas beisteuern.
Das entscheidende bei den Kesseln ist nicht die Anzahl (allein). Es geht hier um Dampf bzw. dessen Produktion. Der Dampf hat Abnehmer. In diesen Fällen Dampfturbinen. Es könnten aber auch Kolbenmaschinen sein. Bei der Berechnung der Dampfabnehmer wird auch der entsprechende Dampfbedarf errechnet. Diesen Bedarf zieht man zur Berechnung der notwendigen Heizfläche und der daraus resultierenden Rostfläche heran. Beim Schulz-Kessel (auch Schulz-Thornycroft oder Marinekessel genannt) ist das Verhältnis Rost- zur Heizfläche ca. 1:59.
Beim Yarrow-Kessel, ebenfalls vom engrohrigen Typ, war es ca. 1:50 und beim weitrohrigen Babcock & Wilcox war es nur ca. 1:39.
Als weitere wichtige Information ist zu wissen, dass die Rostfläche auf ein Maximum von 1,2m zu 2,2m begrenzt war, die von einem Heizer und einer Feuertür beschickt werden konnte. Bei breiteren Kesseln und entsprechend breiterer Rostfläche mussten entsprechend mehr Feuertüren vorgesehen werden.
Diese Ausführungen sind nur ein Teil dessen was man wissen muss um Vergleiche anzustellen. Ein einfaches auszählen von Kesseln reicht nicht aus. Das Thema Dampf ist viel zu komplex um es sich so einfach zu machen.
Vielleicht ist in diesem Zusammenhang eine Statistik über die von1883 bis 1907 gebauten Wasserrohrkessel entsprechend ihren PS-Anteilen von Interesse? So wurden in diesem Zeitraum Anlagen für rund 5,8 Mio. PS Maschinenleistung auf Kriegsschiffen ausgeführt. Sie verteilten sich nach der Bauart wie folgt:
Belleville.....................1.915.500 PS
Babcock & Wilcox......... 860.400 PS
Schulz-Thornycroft....... 689.700 PS
Niclausse....................... 607.350 PS
Yarrow............................ 479.680 PS
Myabara.......................... 225.600 PS
Thornycroft..................... 195.500 PS
D'Albert............................ 177.360 PS
Du Temple....................... 176.750 PS
Dürr.................................. 154.130 PS
Normand.......................... 139.560 PS
Normand-Sigaudy........... 101.000 PS
Reed................................... 38.080 PS
Laird-Normand.................. 37.100 PS
Zylinderkessel, also Flamm- bzw. Rauchrohrkessel, wurden dagegen nur noch sporadisch verbaut. So sank ihre jährliche PS-Zahl von 350.000 PS im Jahre 1892 auf nur noch 56.460 PS 1906.
Die Zahlen stellte R. Schulz, der Konstrukteur des oben aufgeführten Schulz-Kessels, Conrad Matschoss für dessen Buch zur Verfügung.
Matschoss, Conrad; "Die Entwicklung der Dampfmaschine" Zweiter Band, Verlag Julius Springer, Berlin, 1908, Seite 561f, (Reprint VDI-Verlag, Düsseldorf, 1987, ISBN 3-18-400788-X)
Ergänzung zu der vorstehenden Antwort #4, so beziehen sich die Zahlen der Zylinderkessel auf die 20 größten Kriegsmarinen, die Wasserrohrkesselangaben gelten weltweit.
Die Angaben sind zwar schön, aber irreführend. Wenn, dann wäre es sinnvoll die nach Jahren aufzuschlüsseln - was wohl heute nicht mehr geht oder nur mit enormen Rechercheaufwand. Jedenfalls vermitteln sie ein falsches Bild, wenn ich allein daran denke, wann in Dtl die letzten Dürr-Kessel bei Kriegsschiffen verbaut wurden resp. ab wann nahezu auschliesslich auf Wasserrohrkessel gesetzt wurde...
Die Aufstellung mag zwar bezüglich der jeweiligen Jahreszahlen keine Aussage treffen, interessant ist aber die Tatsache, daß der Belleville-Kessel am häufigsten eingesetzt wurde. Selbst der Babcock & Wilcox-Kessel wird im Verhältnis weniger als die Hälfte verwendet. Guckt man sich Vergleichszahlen, dann kann man dafür auch eine Erklärung finden. Belleville ist bis 20 at (B&W bis 20/ ST 14-22)* ausgelegt, das Verhältnis Heizfläche zu Rostfläche ist 30 (44/46), die erzeugte Dampfmenge pro Stunde und qm Heizfläche ist 33,3 kg (28,6/34,8), der Kohlenverbrauch liegt dann bei 125 kg (156/212) je Stunde und qm Rostfläche. Die Kesselgrundfläche benötigt 30 qm (27/18), der Dampfraum 2,2 cbm (2,3/1,8). Das Kesselgewicht ohne Wasser ist39,0 t (28,6/16), das Kesselwasser wiegt 3 t (5,4/3,0).
Sieht man sich die Daten an, so ist Belleville bein Kohlenverbrauch unschlagbar, allerdingsschleppt er das höchste Gewicht mit. Auch verbraucht er den meisten Platz. B&W hat eine kleinere Heizfläche und den höchsten Wasserinhalt, damit ist er bei plötzlichen Dampfverbrauchssteigerungen der unflexibelste, jedoch hat er, einmal auf Temperatur gebracht, die höchsten Leistungsreserven. ST liegt eigentlich nur im Kohlenverbrauch daneben, hier heißt es also abzuwägen, in was der Vorteil ist. Letztendlich entschied sich die kaiserliche Marine wohl für diesen Kesseltyp. Wir sollten beachten, daß diese Daten, ebenfalls von R. Schulz, aus dem Jahre 1907 sind.
@bodrog. Ich verstehe Deine Bemerkung zum Dürrkessel so, als sei er kein Wasserrohrkessel, dieses war er aber. Aber sicherlich habe ich es wohl mißverstanden.
Die Zahlen stammen aus dem Buch von Matschoss, s. #4, S. 561
*) B&W = Babcock & Wilcox, St = Schulz-Thornycroft
... zu den verschiedenen Kesseltypen kann ich auch empfehlen:
Dr. G. BAUER
Berechnung und Konstruktion der Schiffsmaschinen und -Kessel
Ein Handbuch zum Gebrauch für Konstrukteure, Seemaschinisten und Studierende
3. vermehrte und verbesserte Auflage, München und Berlin, 1908
insbesondere V. Teil - Dampfkessel mit IV. Abschnitt - Wasserrohrkessel (Seite 560 - 594).
Dort wird beispielsweise zum Belleville-Kessel bemerkt, dass er heutzutage von den engrohrigen Wasserrohrkesseln verdrängt wäre.
@FAUN nein, nein, der Dürr-Kessel war schon ein Wasserrohrkessel, aber ein weitrohriger.
Meines Erachtens liegt die hohe Maschinenleistung der Belleville-Kessel daran, das der nicht nur bei den Franzosen und Briten sondern auch bei den Russen auf den größeren und großen Schiffen verbaut wurde. Ein erheblicher Teil der Einheitslinienschiffe hatte Belleville-Kessel. Ab 1904/05 war wohl dessen große Zeit vorbei, denn dann kommen B&W, Nicleausse, Du Temple usw. Zylinderkessel verbaut da wohl auch keiner mehr
Meine Weisheiten zu den Kesseln habe ich aus Harald Fock: Schwarze Gesellen Bd. 2 - wo er sich ausführlich zu den einzelnen Typen äußert. Er bezieht sich dabei wohl zum Teil auf "Leitfaden für den Unterricht in der Maschinenkunde an der Kaiserlichen Marineschule." Ausgabe 1907
Zu den Wasserrohrweiten sagen die Schulz'schen Daten aus dem Buch von Matschoss (S. 561) folgendes:
Belleville...............80 mm Rohraußendurchmesser
Babcock & Wilcox 100 mm (2 untere Reihen/ 50 mm die übrigen)
Dürr.........................80 mm
Schulz.....................36 mm
Allerdings legt Matschoss auf Seite 556, bei der Beschreibung des Belleville-Kessels, selber dessen Rohrweit auf 100 - 115 mm fest.
Der Trend ging eindeutig zu geringeren Rohrdurchmessern. Nach Peter K.s Beitrag war er 1908 schon umgesetzt. Der Grund hierzu liegt in der besseren Wärmeausnutzung. Durch die Verringerung der Durchmesser konnte eine größere Anzahl Wasserrohre (mit geringerer Wandstärke) verbaut werden. Die Folge war eine Erhöhung der Rauchgasgeschwindigkeit und damit einhergehend eine Verbesserung der äußeren Wärmeübergangszahl. Die Wärmeübergangszahl wächst in der 0,6ten Potenz der Rauchgasgeschwindigkeit, dieses bedeutet, bei gleicher Leistung geringere Heizflächen. Allerdings steigt der rauchgasseitige Druckverlust des Kessels mit dem Quadrat der Rauchgasgeschwindigkeit. Dieses führt unter Umständen zur Verwendung von Gebläsen. Aus Rücksicht auf die gasseitige Verschmutzung bei der Kohlenfeuerung, sollten hier aber max. Werte um die 4 m/ sec gewählt werden.
Es gibt noch einen Zusammenhang zwischen Rohranzahl und -anordnung. So verändert sich die Wärmeübergangszahl z.B. entsprechend der Rohrreihenzahl bei Rohrbündel von 70% bei einer Reihe auf 93% bei 5 Reihen.
Bei diesen Betrachtungen darf man nicht den damaligen Stand der Technik außer acht lassen. Kesselrohre in der gewünschte Qualität und Ausführung mußte man ersteinmal herstellen (können). Was uns heute als klar und sicher erscheint, wurde damals empirisch erforscht.
Zum Vergleich zu FAUN's Angaben über die Kessel von B&W sowie Schulz-(Thornycroft) möchte ich einen Auszug dem Buch von W. Müller, Die Schiffsmaschine (1908) darlegen, da dieser scheinbar abweichende Zahlen liefert.
(http://i68.tinypic.com/n4jxvp.jpg)
Im WIKI oder bei Zeno.org, habe ich noch diese Aufstellung gefunden:
(http://i67.tinypic.com/2h4cfh3.jpg)
Während ersteres aus dem Jahre 1908 stammt, kann ich für letzteres leider keine Zeitangabe machen, vermute aber das die Zahlen aus den Jahren zwischen 1900 und 1908 stammen.
Angaben über die Größe von Kesselgrundflächen sind eher mit Vorsicht zu genießen, da sich die Kesselbreite nach der Breite der Kesselräume zu richten hat (zumindest im Kriegsschiffbau). Die maximal Tiefe der Kessel ist durch die maximal Tiefe der Rostfläche gegeben, wenn man Einender-Kessel zugrunde legt. Nach den mir vorliegenden Zeichnungen ist dies bei den Kohlbefeuerten Kesseln der kaiserlichen Marine der Fall. Da die Größe insofern variable (durch die Breite) war, ändert sich hiermit auch das Kesselgewicht.
Hierzu habe ich ebenfalls eine detailliertere Aufschlüsselung gefunden:
(H) Wert bezogen auf die Heizfläche
(R) Wert bezogen auf die Rostfläche
Kessel ( H ) 50-60 kg
grobe Armatur ( R ) 500-700 kg
feine Armatur ( R ) 110-150 kg
Rauchf. u. Schornst. ( R ) 700-1000 kg
Kesselwasser ( H ) 12-16 kg
Johows Hilfsbuch für den Schiffbau (1910): Band 2, Seite 595
Hallo Sven,
wenn man die Zahlen für Gewicht und Heizfläche bzw Wasserinhalt und Heizfläche für den Schulz-Kessel nimmt, so findet man 71kg bzw. 13,3kg. Teilweise von Deiner Aufstellung abweichend, aber wohl noch akzeptabel.
Matschoss führt als Beispiel für ein Schulz-Kessel die Umbaukessel des Panzerschiffs "Württemberg" an. Die 8 Kessel hatten zwar nur jeweils 750 PS als Leistung, aber dafür ist eine teilbemaßte Zeichnung als Vorderansicht im Buch abgebildet. Hier sieht man, daß der Kessel etwa 5 m breit und ca. 3,5 m hoch ist. Da die Seitenansicht fehlt, fehlt natürlich auch die Tiefe. Gehen wir von der Angabe von 18 m2 aus, so ergäbe sich eine Tiefe von 3,6 m.
Sicherlich gab es Fortschritte im Kesselbau, so daß 10 Jahre später schon andere Abmessungen möglich waren.
Lesenswert finde ich in diesem Zusammenhang den Artikel
Die Wasserrohrkessel-Frage in der deutschen Kriegsmarine
von Marine-Oberbaurat KÖHN von JASKI
erschienen in der Marine-Rundschau 1901 (https://archive.org/details/bub_gb_I34_AAAAYAAJ)
Zitat von: Peter K. am 24 Juli 2016, 19:26:10
Lesenswert finde ich in diesem Zusammenhang den Artikel
Die Wasserrohrkessel-Frage in der deutschen Kriegsmarine
von Marine-Oberbaurat KÖHN von JASKI
erschienen in der Marine-Rundschau 1901 (https://archive.org/details/bub_gb_I34_AAAAYAAJ)
Überfordert leider mein Tablet. Kann man es auch anders sehen?
... hier der Direktlink (https://ia801400.us.archive.org/0/items/bub_gb_I34_AAAAYAAJ/bub_gb_I34_AAAAYAAJ.pdf) zum pdf
Zitat von: FAUN am 24 Juli 2016, 17:07:46
Hallo Sven,
wenn man die Zahlen für Gewicht und Heizfläche bzw Wasserinhalt und Heizfläche für den Schulz-Kessel nimmt, so findet man 71kg bzw. 13,3kg. Teilweise von Deiner Aufstellung abweichend, aber wohl noch akzeptabel.
Matschoss führt als Beispiel für ein Schulz-Kessel die Umbaukessel des Panzerschiffs "Württemberg" an. Die 8 Kessel hatten zwar nur jeweils 750 PS als Leistung, aber dafür ist eine teilbemaßte Zeichnung als Vorderansicht im Buch abgebildet. Hier sieht man, daß der Kessel etwa 5 m breit und ca. 3,5 m hoch ist. Da die Seitenansicht fehlt, fehlt natürlich auch die Tiefe. Gehen wir von der Angabe von 18 m2 aus, so ergäbe sich eine Tiefe von 3,6 m.
Sicherlich gab es Fortschritte im Kesselbau, so daß 10 Jahre später schon andere Abmessungen möglich waren.
Ich weiß nun nicht ob es sich bei dem von dir beschriebenen Kessel um einen Doppeltender handelt, aber da bei einem Einender nur eine Rosttiefe von maximal 2,2 m möglich ist - also rund 2,5-2,6 Gesamtkesseltiefe.
Insofern würde ich nicht Grundfläche als Ausgangsbasis verwenden sondern nur Breite und Tiefe verwenden. Die maximal Werte für die Rostfläche habe ich bei
Friedrich Barth, Die Dampfkessel, (1911) entnommen. Die maximale Rostflächenbreite von 1,2 m gilt für eine Feuertür. Wird der Rost breiter muss je angefangene 1,2 m Rostbreite eine Feueröffnung vorgesehen werden.
Ich habe die Kessel von der SMS Bayern als auch der SMS Kaiser auf dieser Basis nachgeprüft und festgestellt das es passt.
Zitat von: Peter K. am 24 Juli 2016, 21:00:09
... hier der Direktlink (https://ia801400.us.archive.org/0/items/bub_gb_I34_AAAAYAAJ/bub_gb_I34_AAAAYAAJ.pdf) zum pdf
Hat geklappt. Danke.
@Sven, die Tiefe habe ich quasi "nur so" ermittelt. Ich dachte, jemand hier hätte evtl. Daten zur "Württemberg". Das mit der Rosttiefe von 2,2 m stimmt schon.
@FAUN:
Kein Problem :-) Leider habe ich zu den "alten" Schiffen keine Zeichnungen. Mich würde schon interessieren, ob es Einender, oder Doppelender waren.
Von demselben Autor welchen Peter K. genannt hat gibt es in Schiffbau, IX. Jahrgang 1907/1908 (https://archive.org/details/bub_gb_WpPlAAAAMAAJ) einen weiteren Artikel zum Thema Schulz-Kessel.
Wer nur Interesse an dem einen Artikel hat, für den habe ich die Seiten extrahiert und kann hier (https://1drv.ms/b/s!Aq6TICdgQ_Nbg9QP4ln9hPfxy1UKBg) heruntergeladen werden.