Вертикальный жаротрубный котел
Вертикальный жаротрубный котел или вертикальный многотрубный котел — это вертикальный котел , поверхность нагрева которого состоит из множества небольших жаротрубных труб , расположенных вертикально. [ 1 ]
Эти котлы не были распространены из-за недостатков , связанных с чрезмерным износом в эксплуатации. Более распространенная форма вертикального котла, [ 2 ] который был очень похож по внешнему виду, вместо него использовался одиночный дымоход и заполненные водой поперечные трубы . В другой форме использовались горизонтальные дымовые трубы , даже там, где это добавляло сложности, например, в котле Кокрана .
Там, где требовалась устойчиво высокая испарительная способность (т.е. мощность), вертикальные трубы использовались, но редко. В основном эти случаи касались локомотивов, как железнодорожных , так и автомобильных паровых вагонов .
Недостатки
[ редактировать ]В любом котле одним из наиболее склонных к образованию отходов трубок и пластин является уровень воды, где перемешивание и кипение наиболее активны. Это особенно верно, когда этот уровень также является частью нагретой поверхности, где кипение наиболее интенсивно (по той же причине конструкции водотрубных котлов также стремятся погружать свою непосредственно нагретую поверхность под уровень воды).
В этой конструкции котла зона эрозии находится на середине жаровых труб. Хотя такие трубки обычно сконструированы таким образом, чтобы их можно было легко заменить, [ примечание 1 ] их трудовая жизнь относительно коротка.
Горизонтальные трубы
[ редактировать ]В остальном горизонтальные дымовые трубы более эффективны, чем вертикальные. [ 3 ] По этой причине, а также во избежание проблем эрозии труб с открытыми вертикальными трубами, многие многотрубные вертикальные котлы вместо этого располагались с горизонтальными трубами. Это могут быть либо параллельные ряды, как у котла Кокрана , либо радиальные, как у котла Робертсона .
Погружные трубы
[ редактировать ]
Чтобы избежать проблемы открытых жаровых труб над уровнем воды, погружной многотрубный котел можно использовать . Верхняя оболочка котла вытянута вверх в виде кольцевого кольца, чтобы трубы всегда оставались погруженными по всей длине. Используется в паровых вагонах и т.п., где уровень воды может меняться при подъеме автомобиля на холм.
В относительно редких паровых вагонах Фаулера использовался котел такой формы. [ 4 ] Главный ствол котла содержал гнездо изогнутых дымовых труб между нестойкой топкой и большим открытым пространством, образувшим дымовую камеру с пятивитковым спиральнотрубным пароперегревателем . Обе трубчатые пластины были куполообразными внутрь, что делало их достаточно прочными, чтобы не нуждаться в опоре . Дымовые трубы были изогнуты так, чтобы «создавать завихрения в горячих газах при их подъеме». [ 4 ] для обеспечения свободного расширения при нагревании, а также для обеспечения перпендикулярного соединения между трубой и трубной доской.
Внешний пояс из канальной пластины, заклёпанный снаружи корпуса на уровне верхней трубной доски, образовывал дополнительное пароводяное пространство, связанное ниже уровня воды просверленными в корпусе отверстиями. Рабочий уровень воды в котле всегда поддерживался в пределах этого поясного пространства, при этом трубы оставались полностью погруженными. [ 4 ] Недостатками этой системы было то, что площадь поверхности воды была уменьшена, что приводило как к повышенному риску заливания , так и к необходимости тщательно поддерживать уровень воды в котле; отношение объема к высоте становится меньше в районе пояса, относительно небольшое изменение объема воды приводит к значительному изменению уровня.
Похожий подход можно увидеть в верхней выпуклости вокруг вертикального котла реконструированного рельсового двигателя GWR . [ 5 ]
Эта конструкция также была предложена для использования в модельной инженерии . [ 6 ] В этом случае пояс был сформирован внутри корпуса котла, внутри которого установлена трубная решетка уменьшенного диаметра.
Паровая машина Стэнли
[ редактировать ]
Некоторые паровые автомобили , в том числе « Стэнли» и «Челмсфорд», [ 7 ] бывшие в употреблении многотрубные вертикальные котлы конструкции Stanley [ 8 ] будучи особенно известным.
Котел Стэнли изготовлен из цельнотянутой медной трубы. 13 + 1 ⁄ 2 дюйма (340 мм) в диаметре и 1 ⁄ дюйма Толщина (1,6 мм). Многочисленные 1 ⁄ Трубки диаметром дюйма (13 мм) плотно упакованы, оставляя между ними очень небольшой объем воды и высокое соотношение поверхности нагрева к объему для быстрого поднятия пара. Конструкция котла необычна, так как стальные трубные пластины удерживаются на месте лишь за счет трения, а трубы лишь слегка расширяются в них с помощью конической оправки. Вокруг корпуса котла снаружи расположены три термоусадочных стальных кольца, сжимающее напряжение которых удерживает трубную пластину. Для дополнительной прочности корпус котла дополнительно обернут спиральным слоем рояльной проволоки . Поскольку котел топится плоской жидкотопливной горелкой, закрытая топка не требуется.
См. также
[ редактировать ]Сноски
[ редактировать ]- ^ Замена трубок — обычная задача при эксплуатации локомотивов . котлов
Ссылки
[ редактировать ]
Вертикальные многотрубные котлы .
- ^ Кеннеди, Рэнкин (1912) [1905]. Книга современных двигателей и генераторов . Том. В. Лондон: Кэкстон. п. 222.
- ^ Харрис, Модельные котлы , с. 162
- ^ Харрис, Модельные котлы , с. 50
- ^ Jump up to: а б с Патентный паровой фургон Фаулера (брошюра производителя) . Лидс: Джон Фаулер и компания c. 1931. стр. 6–7.
- ^ «Новая силовая тележка» . Проект парового рельсового двигателя и прицепа GWR .
{{cite web}}: Внешняя ссылка в|publisher= - ^ Харрис, КН (1974). Модели котлов и котлостроение . КАРТА. стр. 49–51. ISBN 0-85242-377-2 .
- ^ Кеннеди, Современные двигатели, III , стр. 195-205.
- ^ Кеннеди, Рэнкин (1912) [1905]. Книга современных двигателей и генераторов . Том. III. Лондон: Кэкстон. стр. 192–195.