Вертикальный котел

— Вертикальный котел это тип жаротрубного или водотрубного котла , в котором корпус котла ориентирован вертикально вместо более распространенной горизонтальной ориентации. Вертикальные котлы использовались для различных паровых транспортных средств и других мобильных машин, включая первые паровозы .

Рекомендации по проектированию

Расположение трубок

Использовалось множество различных схем расположения трубок. Примеры включают в себя:

Жаровые трубы

Водяные трубы

Преимущества

Основными преимуществами вертикального котла являются:

Небольшая занимаемая площадь – там, где ограничения по ширине и длине имеют решающее значение, использование вертикального котла позволяет спроектировать машину меньшего размера.
Допуск уровня воды. Уровень воды в горизонтальном котле должен постоянно поддерживаться выше верха (верха) топки, иначе коронная пластина может перегреться и прогнуться, что приведет к взрыву котла . Для транспортного средства, которое, как ожидается, будет преодолевать холмы, например, для железнодорожного локомотива или паровоза , поддержание правильного уровня воды, когда само транспортное средство не выровнено, является квалифицированной задачей, которая занимает большую часть времени пожарного. В вертикальном котле вся вода находится в верхней части топки, и в котле должно быть очень мало воды, прежде чем уклон может вызвать риск, открывая верхнюю часть топки.
Более простое (крупное) обслуживание. Вертикальный котел обычно устанавливается на раме автомобиля, что позволяет легко заменить его. Горизонтальные котлы, например, на железнодорожных локомотивах и тяговых двигателях , являются неотъемлемой частью транспортного средства – транспортное средство буквально построено вокруг котла – и, следовательно, замена требует демонтажа всего транспортного средства.

Недостатки

"Лучший" 1905 года Паровой трактор с вертикальным котлом.

12 x 14 Empire (?) Паровой осел в исследовательском лесу UBC Малкольма Кнаппа, Мейпл-Ридж, Британская Колумбия, Канада

Три речных парохода с вертикальными котлами

Основными недостатками вертикального котла являются:

Размер. Преимущества небольшой занимаемой площади сводятся на нет из-за гораздо большей требуемой высоты. ^[1] Наличие эстакад ограничивает высоту паровых транспортных средств, а это, в свою очередь, ограничивает размер (и, следовательно, паропроизводство) котла. ^[2]
Площадь решетки – она ограничена площадью котла, что ограничивает количество производимого пара. ^[2]
Короткие трубы. Трубы котла должны быть короткими, чтобы минимизировать высоту. В результате большая часть доступного тепла теряется через дымоход, так как у него слишком мало времени для нагрева труб. ^[2]
Осадок – осадок может оседать на нижней трубной решетке (пластине над топкой), изолируя воду от тепла и позволяя листу сгореть. ^[2]

Приложения

Железнодорожные локомотивы

Несколько производителей выпустили значительное количество локомотивов с вертикальными котлами. Среди них следует отметить:

Александр Чаплин и компания из Глазго, которая производила ряд промышленной продукции с паровым приводом, включая паровые краны, подъемники, локомотивы, насосные и намоточные двигатели, палубные двигатели кораблей и аппараты для перегонки морской воды. 135 локомотивов с вертикальными котлами, аналогичных East London Harbour 0-4-0VB . В период с 1860 по 1899 год компания поставила клиентам по всему миру ^[3]
Де Винтон из Кернарфона , который выпустил не менее 34 узкоколейных локомотивов, в основном для использования в карьерах Уэльса сланцевых . ^[4]
Sentinel Waggon Works из Шрусбери , выпустивший большое количество маневровых машин с использованием своих вертикальных котлов высокого давления . В основном они использовались на промышленных железных дорогах Великобритании.
Анонимное общество Джона Кокерилла произвело 891 маневровый локомотив стандартной колеи в период с 1867 по 1942 год, используя стандартную конструкцию с пятью размерами. ^[5]

Паровые грузовики

Завод Sentinel Waggon Works также произвел ряд дорожных грузовиков ( паровых вагонов ) на базе своих вертикальных котлов высокого давления.

Паровые тракторы

Лучшая производственная компания Сан -Леандро в Калифорнии выпустила ряд паровых тракторов с вертикальными котлами.

Паровые ролики

Некоторые конструкции парового катка отличались от традиционного типа тягового двигателя , представляющего собой горизонтальный котел с двигателем, установленным сверху. Ролики с вертикальным котлом были построены на прочном шасси с балочной рамой, при этом котел был установлен низко между передними и задними валками. Такие конструкции не были распространены в Великобритании.

Паровые ослы

Традиционная форма парового осла (в виде передвижной лебедки, используемой в лесозаготовительной промышленности) сочеталась с вертикальным котлом с паровым двигателем на жестком основании, оснащенном полозьями для обеспечения мобильности. Поскольку грунт, по которому нужно пройти, был неровным и редко ровным, очевидным выбором была конструкция вертикального котла, устойчивая к уровню воды.

Паровые лопаты и краны

В строительном оборудовании, таком как паровые краны и паровые экскаваторы, использовались вертикальные котлы успешно . На вращающемся основании вес котла поможет уравновесить груз, подвешенный к ковшу ковша или стреле крана, установленной на противоположной стороне шарнира от котла. Компактная площадь котла позволяла создавать конструкции меньшего размера, чем в случае с горизонтальным типом, что позволяло использовать его на небольших рабочих площадках; дополнительная высота вертикального котла менее критична для такой, как правило, высокой машины.

Морские применения

Некоторые пароходы , особенно меньшие по размеру, такие как речные катера, были спроектированы вокруг вертикального котла. Небольшая площадь котла позволяет создавать более компактные и компактные конструкции, при этом меньшую часть полезного судна занимают средства движения, а не полезная нагрузка.

Стационарные приложения

Вертикальные типы, такие как котел Кокрана, представляют собой полезные, малогабаритные комплексные решения для многих стационарных применений, включая технологическое отопление и отопление помещений.

Примечания

^ Эдвард Н. Дикерсон (21 мая 1864 г.). «Котлы Мартина и Совет инженеров» . Нью-Йорк Таймс .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уайт, Джон Х. (1979). История американского локомотива: его развитие, 1830–1880 гг . Публикации Курьера Дувра. п. 95. ИСБН 978-0-486-23818-0 .
^ Эбботт, Роуленд А.С. (1989). Вертикальные котловозы и железнодорожные моторы производства Великобритании . Оквуд Пресс. ISBN 0 85361 385 0
^ Бойд, Джеймс IC (1990). Узкоколейные железные дороги в Северном Кернарвоншире, Том 1: Запад (2-е изд.). Оквуд Пресс. ISBN 0-85361-273-0 .
^ Клинган, К.В. (декабрь 1965 г.). «Французский маневровый вертикальный котел 0-4-0» . Рекорд промышленных железных дорог (8). Общество промышленных железных дорог: 161–171 . Проверено 12 декабря 2018 г.

Ссылки

Роуленд А.С. Эбботт (1989). Вертикальные котловозы . Оквуд Пресс. ISBN 0-85361-385-0 .
Ян Аллан ABC локомотивов Британских железных дорог . Ян Аллан. 1948 год.

[1] Эдвард Н. Дикерсон (21 мая 1864 г.). «Котлы Мартина и Совет инженеров» . Нью-Йорк Таймс .

[AHAL-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уайт, Джон Х. (1979). История американского локомотива: его развитие, 1830–1880 гг . Публикации Курьера Дувра. п. 95. ИСБН 978-0-486-23818-0 .

[Abbott-3] Эбботт, Роуленд А.С. (1989). Вертикальные котловозы и железнодорожные моторы производства Великобритании . Оквуд Пресс. ISBN 0 85361 385 0

[4] Бойд, Джеймс IC (1990). Узкоколейные железные дороги в Северном Кернарвоншире, Том 1: Запад (2-е изд.). Оквуд Пресс. ISBN 0-85361-273-0 .

[5] Клинган, К.В. (декабрь 1965 г.). «Французский маневровый вертикальный котел 0-4-0» . Рекорд промышленных железных дорог (8). Общество промышленных железных дорог: 161–171 . Проверено 12 декабря 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]