Спиральный водотрубный котел
Спиральные водотрубные котлы относятся к семейству вертикальных водотрубных котлов . Их парогенерирующие трубы представляют собой узкие спиральные трубки, расположенные по кругу вокруг центрального вертикального водяного барабана.
Водяные трубки длинные, многочисленные, диаметром 2 дюйма (50 мм) или меньше. Это обеспечивает чрезвычайно большую площадь нагрева и хорошие возможности для поднятия пара. «В заданном пространстве достигается максимальная площадь возгорания, и тем самым становится возможной значительная экономия топлива». [ 1 ]
Поскольку барабан и трубы имеют небольшой диаметр, котлы также подходят для использования под высоким давлением. Однако котлы были введены в эксплуатацию раньше, как одни из первых водотрубных конструкций с небольшими трубами, поэтому они редко использовались при высоком давлении или с паровыми турбинами .
Отличия этих типов котлов заключаются в расположении их водотрубок. Все они имеют одинаковую базовую компоновку. Наружная оболочка котла представляет собой стальные пластины, облицованные огнеупорным кирпичом , и не играет никакой роли в площади их обогрева.
Климаксный котел
[ редактировать ]
Большой промышленный котел, известный как Climax, был одним из первых котлов такого типа. [ 2 ] Он был изобретен Томасом Ф. Моррином и Уолтером В. Скоттом из Нью-Джерси и запатентован в 1884 году. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Водопроводные трубы представляли собой одновитковые петли, расположенные по диагонали и расположенные в горизонтальные ярусы. Вход верхней трубки расположен вертикально над нижним входом соседней трубки. В оригинальном патенте трубы имеют шпилькообразную форму с радиальными прямыми участками. [ 3 ] В более поздних конструкциях использовался больший внешний радиус и трубы «грушевидной формы». [ 1 ] наконец, форма трубки, почти равная радиусу внешнего корпуса. [ 2 ] Такое уменьшение кривизны трубок снижает эффект расширения из-за нагрева и риск утечки на входах трубок. Уровень воды в этих котлах составлял около 3/4 высоты ярусов труб. [ 3 ] так что верхние трубы были заполнены паром, а не водой. Над трубными блоками использовалась одна плоская спиральная труба в качестве экономайзера или нагревателя питательной воды. [ 2 ]
Печь, используемая для топки этих больших котлов, была кольцевой, часто с четырьмя или более отдельными топочными дверцами . Котел также успешно топился жомом , растительными отходами или отходами. Там, где они использовались для непрерывного производства высокой мощности, например, для производства электроэнергии, некоторые из них также использовались с ранними автоматическими топками . [ 2 ]
Одним из преимуществ этих котлов была быстрота их изготовления. Фактором в этом были заранее изготовленные стальные корпуса, которые скреплялись болтами по секциям. [ 5 ] Хотя их потенциал высокого давления не был использован, они заслужили репутацию надежных и долговечных между капитальными ремонтами. [ 2 ]
Эти котлы были разработаны Моррином и Скоттом на заводе «Clonbrook Steam-Boiler Works» и не имеют никакого отношения ни к Climax Locomotive Works , ни к их лесозаготовительным локомотивам . [ 6 ] Лицензия на производство была получена компанией «Clonbrook Steam-Boiler Co.», но в 1896 году их предыдущий менеджер Томас Дж. Лоулер начал производство конкурирующего котла на «Columbian Steam-Boiler Works», и Моррин и Скотт успешно подали на них в суд за нарушение патентов Climax. [ 1 ]
Котел Lune Valley
[ редактировать ]Котел Lune Valley представлял собой небольшой котел, работающий на жидком топливе, который использовался компанией Lune Valley Engineering Co. из Ланкастера , Англия, для паровых катеров и небольших пароходов . [ 7 ] [ 8 ] Каждая трубка парогенератора состояла из трех витков, что давало большую поверхность нагрева при количестве выполняемых соединений труб. Эти катушки по-прежнему располагались ярусами.
Преимуществом использования парохода было быстрое поднятие пара из холодного состояния, время для достижения полезного давления, а не скорость образования пара в горячем состоянии. Это стало результатом двух особенностей: во-первых, небольшая масса металла на поверхности нагрева быстро нагревалась до температуры. Во-вторых, эластичность спиральных трубок означала, что котел можно было «заставлять» работать в холодном состоянии без риска повреждения, которое могло возникнуть у котла локомотивного или пускового типа . Центральный барабан мог оставаться холодным после работы и кипения трубок, не оказывая при этом чрезмерных механических напряжений на их арматуру.
Lune Valley также произвела водотрубный котел другой формы для паровых запусков. Он имел два горизонтальных водяных барабана, расположенных вертикально друг над другом, с горизонтальными шпильками между ними. Это было меньше и проще в изготовлении, чем спиральная форма.
Котел Болсовер Экспресс
[ редактировать ]Котел Bolsover Express был разработан компанией Bolsover Bros. из Уитби для использования в паровых автомобилях . В частности, он предназначался для доводки паровых автомобилей Stanley . [ 9 ] [ 10 ]
Трубки представляют собой одиночные диагональные кривые, идущие вертикально от нижнего кольца трубных соединений к верхнему кольцу. Здесь меньше трубок и меньшая открытая поверхность каждой трубки, чем в предыдущих конструкциях. Поскольку трубы также расположены ближе к вертикали, циркуляция внутри них активная, они имеют большую испарительную способность на единицу площади, и котел с подходящей топкой и жидкотопливной горелкой все же может генерировать большой объем пара. [ 11 ]
Иллингвортский котел
[ редактировать ]Трубы в конструкции котла Иллингворта представляют собой спирали, но обернуты вокруг центрального парового барабана, а не расположены рядом с ним. Барабан имеет сверху и снизу радиальные коллекторы большого диаметра, к которым присоединяются спиральные трубы парогенератора. [ 12 ] Типичная конструкция имеет четыре коллектора со спиральными трубками в четырех концентрических спиралях чередующейся направленности, и каждая трубка делает около трех оборотов перед присоединением к другому коллектору. Таким образом, трубок меньше, в данном случае шестнадцать, но каждая из них длиннее (предполагается диаметр отверстия 260–280). [ 12 ] ) а так котел все равно представляет собой плотное расположение площади обогрева на небольшом пространстве.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Моррин против Лоулера, Окружной суд Нью-Йорка» . 6 октября 1898 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Кеннеди, Рэнкин (1912). Книга современных двигателей и генераторов . Том. В. Лондон: Кэкстон. стр. 93–98.
- ^ Jump up to: а б с США 309727 , Моррин, Томас Ф. и Скотт, Уолтер В., «Парогенератор», опубликовано 23 декабря 1884 г.
- ^ США 463307 , Моррин, Томас Ф., «Парогенератор», опубликовано 17 ноября 1891 г.
- ^ Jump up to: а б США 463308 , Моррин, Томас Ф., «Секционный кожух для парогенераторов», опубликовано 17 ноября 1891 г.
- ^ «Каталог водотрубного предохранительного котла Morrin «Climax»» . Бруклин. 1896.
- ^ Харрис, Модельные котлы , стр. 56-58.
- ^ «Котел Выдры: Строительство 19-футового парового катера» . Проверено 1 августа 2016 г.
- ^ «Шасси Stanley Steam Car 20194, Новая Зеландия» . 1920 Стэнли Регистр .
Восстановлен в 1956-1958 годах с котлом и горелкой Bolsover "Express".
- ^ Ральф Невилл (июнь 1934 г.). «Некоторые приключения с обновленным паровым автомобилем Stanley 1912 года выпуска» (PDF) . Разработка паровых автомобилей и паровая авиация . III (28).
- ^ Харрис, КН (1974). Модели котлов и котлостроение . КАРТА. стр. 58–59. ISBN 0-85242-377-2 .
- ^ Jump up to: а б Харрис, Модельные котлы , стр. 58-59.