Stoomketels zijn toestellen, waarin stoom wordt voortgebragt, hetzij ten behoeve van stoomwerktuigen, hetzij om te verwarmen, te koken en te verdampen, zooals in suikerkokerijen, brandewijnstokerijen, bierbrouwerijen enz. Zij zijn vervaardigd van geplet stort of ijzerblik, en de platen worden door klinknagels verbonden en ook wel eens aaneen geweld. Zelden bezigt men koper; dit is wel is waar sterker dan ijzer en een betere warmtegeleider, maar ook veel duurder. In de laatste jaren heeft men voorts staalblik aanbevolen, omdat men daarvan wegens de meerdere vastheid dunnere platen kan gebruiken.
Het verschaft besparing van brandstof, maar veroorzaakt bij de vervaardiging veel grooter kosten. Messing mag alleen voor buizen en pijpen worden gebruikt, en gietijzer is niet aan te bevelen, omdat het te dikke ketelwanden vormt. Gegoten ijzeren ketels springen bij eene ontploffing als bommen uitéén. Om stoom te vormen, zijn de ketels verbonden met een doelmatigen toestel, waar de brandstof op de meest warmtegevende wijze verbrandt. De ruimten, door welke de verbrandingsproducten van den haard of rooster zich onder, in of om den ketel verwijderen, noemt men vuur- of rookkanalen, en het gedeelte der gezamenlijke oppervlakte, dat daardoor verwarmd wordt, is de verwarmingsoppervlakte van den ketel. Men vordert van dezen, dat hij met de minst mogelijke brandstof den meest mogelijken stoom levere.
Tot het voortbrengen van stoom, die eene spanning van 4 atmosphéren bezit, worden 650 warmte-eenheden vereischt, zoodat 1 Ned. pond steenkolen 10,84 Ned. pond stoom moet voortbrengen; doch de meeste stoomketels geven met zooveel steenkolen slechts 5 of 6 Ned. pond stoom. De stoomketel moet sterke wanden hebben, want veelal wil men daarin eene stoomdrukking voortbrengen van 4 tot 6, ja, zelfs van 10 atmosphéren. Men heeft stoomketels van verschillenden vorm, zooals den kofferketel van Watt, den rolronden ketel enz. Om de verwarmingsoppervlakte te vergrooten heeft men vlampijpen door den ketel heengeleid. Onderscheidene van die ketels zijn eigenaardig ingerigt en ontleenen hunne namen veelal van die der uitvinders; zoo heeft men den stoomketel van Woolf, van Henschel, van Fairbairn, van Howard, van Galloway, van Dingler enz.
Bij den stoomketel behooren de vuurhaard, de vuur- en rookkanalen en de schoorsteen, In den vuurhaard heeft men den rooster, wiens oppervlakte afhankelijk is van de brandstof, welke men bezigt, en van de hoeveelheid stoom, welke men voortbrengen wil. De afstand tusschen den rooster en den ketel is gewoonlijk 34—47 Ned. duim. Om warmteverlies te vermijden, wordt de vuurhaard in fabrieken van steen gebouwd. Op de vuurbrug ontstaat eene zooveel mogelijk volkomene verbranding der gassen, en vanhier loopen de vlampijpen naar den schoorsteen. Tusschen den ketel en den schoorsteen bevindt zich wijders eene klep of schuif, waarmede men de verbranding kan regelen. Voorts heeft men den hoogen schoorsteen, dienende om de luchttrekking te bevorderen en den rook te verwijderen. Ieder ketel bezit voorts een aantal toestellen tot afvoer van stoom, tot aanvoer van water, tot waarneming van de waterhoogte in den ketel, tot beveiliging van dezen tegen ontploffing, tot het binnenlaten van lucht in den af koelenden ketel, tot het waarnemen der spanning van den stoom enz.
De ketel heeft eindelijk eene uitbreiding op den top, die den naam draagt van stoomkap. Eene stoomkap, verlengd door de stoomleibuis, brengt den ketel in verband met den cylinder. Om het in stoom veranderd water aan te vullen, bezigt men de voedingspomp, die gewoonlijk vooraf verwarmd water levert, waardoor eene aanmerkelijke hoeveelheid brandstof wordt bespaard, inzonderheid door middel van den „economiser (brandstofbespaarder)” van Green. Voorts heeft men proefkranen, om waarnemingen te doen omtrent de hoogte van het water in den ketel. De manometer (zie aldaar) dient om de spanning van den stoom aan te wijzen, — en de veiligheidskleppen bestaan uit met gewigt bezwaarde kleppen, die zich bij eene bepaalde drukking openen. Ook heeft men openingen in den ketel, die digt gemaakt zijn met eene legéring, welke bij eene bepaalde temperatuur smelt, waarna de stoom kan ontsnappen en de drukking vermindert.
Iedere groote stoomketel moet men geregeld kunnen schoonmaken. Hiertoe dient het mangat, eene ovale opening, groot genoeg om een man door te laten en bij het werken van den ketel met een gegoten ijzeren plaat bedekt en met grendels en schroeven gesloten. Om het water uit den ketel te verwijderen, heeft men er in den bodem eene opening, die aan de binnenzijde is gevuld met een kegelvormigen stop. Het water, waarmede de ketel wordt gevoed, is veelal onzuiver, zoodat er zich weldra troebel en slijkerig water op den bodem verzamelt. Dit laatste wordt verwijderd door middel van de afblaasbuis, die boven den ketel met eene kraan gesloten is en nagenoeg tot op den bodem afdaalt. Opent men bij matige stoomdrukking de kraan, dan wordt het slijkerige water langs deze buis naar buiten gestuwd. Dit is vooral noodig op zee; doch niet alleen zout, ook andere in het water opgeloste bestanddeelen, zooals kalk en gips, kunnen zeer nadeelig op den ketel werken en aldaar den ketelsteen doen ontstaan, die de wanden van den ketel met eene korst bedekt. De ketelsteen moet gedurig worden verwijderd.
Omtrent het springen van stoomketels is men nog niet volkomen ingelicht. De oorzaak is veelal een te gering weêrstandbiedend vermogen der ketelwanden of ook wel de aanwezigheid van ketelsteen. Zelden ontstaat het door overmatige spanning van den stoom, wanneer deze niet vergezeld gaat van schokken, aan de buiten- of binnenzijde van den ketel aangebragt. Intusschen heeft de ketel steeds veel te lijden op die plaatsen, waar hij in aanraking is met het vuur; aldaar worden de wanden langzamerhand dunner en op het laatst te zwak. Dit is inzonderheid het geval, wanneer niet steeds gezorgd wordt voor eene voldoende hoeveelheid water in den ketel, zoodat sommige gedeelten van den wand sterk verhit worden. Iets dergelijks kan gebeuren bij de vorming van onoplosbare zeepen, die de bevochtiging van den wand verhinderen. Ook bij eene plotselijke temperatuurverandering van den ketel kan deze springen. Men heeft allerlei vermoedens geopperd omtrent het springen van stoomketels.
De meening, dat in den ketel knalgas ontstond en ontplofte, is reeds lang verworpen. Zelfs is het nog altijd twijfelachtig, of de sphaeroïaalstaat (zie aldaar) tot de oorzaken van het springen der ketels behoort. Maar het is boven allen twijfel verheven, dat roodgloeijend ijzerblik slechts 1/6de van het weerstandbiedend vermogen van koud ijzerblik bezit. Daarenboven wordt er door Schafhäutl op gewezen, dat door het branden van zwavelkieshoudende steenkolen het stortblik van den ketel gedeeltelijk in zwavelijzer verandert, hetwelk zeer broos is. Het zwavelijzer zal vooral ontstaan, wanneer het ijzer sterk verhit is, en dit heeft plaats, wanneer vaste ligchamen den ketelwand bedekken, zoodat hij niet in onmidddellijke aanraking is met het water.
Ongetwijfeld zal het springen ligtelijk plaats hebben, wanneer eene aanzienlijke hoeveelheid ketelsteen wegvalt van den ketelwand, omdat deze, alsdan in roodgloeijenden toestand met het water in aanraking komende, eene groote hoeveelheid stoom vormt, die niet spoedig genoeg door de gewone uitgangen kan ontwijken. Daar het springen van ketels gewoonlijk plaats grijpt, als de machine in rust is en het vuur in kracht vermindert, heeft men daarvan eene verklaring gegeven, die niet onwaarschijnlijk luidt. Men kan namelijk water onder eene zekere drukking ver boven het kookpunt verhitten zonder dat het kookt (stoom vormt). Wanneer echter bij afkoeling van den ketel die drukking ophoudt, grijpt er eene plotselijke en overvloedige stoomvorming plaats, tegen wier kracht de wanden van den ketel niet bestand zijn. Die vermindering heeft ook plaats, wanneer er eene scheur of barst in den ketel ontstaat, waardoor water of stoom ontsnapt, zoodat het scheuren van den ketel door springen achtervolgd wordt.
