Котел пускового типа
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2010 г. ) |
Котел катерного типа , канонерский или горизонтальный многотрубный котел. [1] представляет собой разновидность небольшого парового котла . Он состоит из цилиндрической горизонтальной оболочки, которой находится цилиндрическая печь и жаровые трубы внутри .
Их название происходит от того, что котел когда-то широко использовался на небольших паровых яхтах и катерах . Они также использовались в некоторых первых эсминцах торпедных катеров ВМФ .
Описание
[ редактировать ]
Цилиндрическая печь или топка полностью помещается внутри внешней оболочки котла. В отличие от котла локомотива , под основным котлом нет выступающей топочной решетки. Котел имеет сходство как с котлом локомотива (множественные небольшие жаровые трубы), так и с морским котлом Scotch (короткая цилиндрическая печь). Жаротрубный котел имеет большую площадь нагрева и поэтому является эффективным пароваркой. Конструкция топки также проще и, следовательно, дешевле, чем топка локомотива. Поскольку кольцевая печь в значительной степени самоподдерживается под давлением котла, она не требовала обширных и дорогостоящих остановок котла локомотива. Это также позволило изготовить котел с болтовым соединением во внешней оболочке, что позволило снять всю печь и трубное гнездо для осмотра и обслуживания.
Однако топка имеет ограниченный размер и, в отличие от котла локомотива, не может расширяться за пределы корпуса котла. Это ограничивает возможный устойчивый выход. [2] Решетка и зольник также ограничены в размерах: решетка представляет собой набор прутьев, расположенных посередине топочной трубы, а зольник - ограниченное пространство под ней. Эти особенности ограничивают способность котла сжигать твердый битуминозный уголь , и вместо этого требуется подача валлийского энергетического угля или аналогичного ему. Разжигание дровами или биомассой было затруднено. Емкость топки дополнительно ограничена пространством, используемым для зольника, а также печью с сухим задним ходом. [2] Маленький зольник также ограничивает возможность приготовления пара в течение длительного времени.
Одним из недостатков котла был большой диаметр топки относительно корпуса котла и, следовательно, небольшое паровое пространство над сводом печи. Это делало котлы склонными к заливанию , особенно в бурном море, когда вода могла попасть в паровую трубу.
Более серьезной опасностью был ограниченный запас уровня воды, когда уровень воды должен был упасть лишь на небольшую величину по невнимательности, прежде чем обнажится свод печи, с вероятностью перегрева и риска взрыва котла. Котел был безопасен при правильном зажигании, но его нельзя было оставлять без присмотра. Эти ограничения уровня воды становились еще более неприятными, когда котел наклонялся даже на крутой железнодорожный путь. Этой причиной объясняют необычную скорость износа и количество замененных печей для локомотивов Хейвуда. [2]
Котел действительно пользовался некоторой популярностью в континентальной Европе как котел для небольших портативных двигателей . Подобный котел, но с обратными дымовыми трубами, был построен в Америке как котел Хубера .
Котел Бэгналл
[ редактировать ]
Чтобы уменьшить ограничения небольшой печи, была разработана увеличенная форма. Участок корпуса котла рядом с топкой увеличился в диаметре, но остался круглым. Это позволило установить печь большего диаметра. Топливная часть корпуса была смещена вниз, так что трубное гнездо из верхней части печи находилось в самой нижней, заполненной водой части корпуса. Поскольку пластины по-прежнему имели цилиндрическую форму, им не требовались стойки, но, возможно, существовало несколько небольших стержней для поддержки плоской части горловины между двумя секциями корпуса. [3]
Эта конструкция котла использовалась для полупереносных двигателей с 1860-х годов. Поскольку более широкая решетка позволяла сжигать плохое топливо, такое как солома или отходы сахарного тростника, она предпочиталась для использования в сельском хозяйстве и была широко известна как «колониальный» тип. Компания Marshalls построила многие из них и запатентовала эту конструкцию как топку «Британия». [4] Она также предлагалась в удлиненной форме в виде печи для сжигания дров, особенно для использования в Австралии и Африке, где лесные угодья вырубались для сельского хозяйства. [5]
Полнокруглые пусковые котлы (а не котлы локомотивов) не получили широкого распространения в богатой углем Британии, за исключением этих увеличенных типов. Иногда их называли «морскими» котлами, хотя эта увеличенная форма не подходила для использования на море из-за поднятого центра тяжести.
Бэгналл железнодорожные локомотивы
[ редактировать ]
Увеличенная круглая топка также использовалась WG Bagnall для узкоколейных локомотивов с 1890 года. [3]
Одним из последних из них, который был построен, последний промышленный узкоколейный паровоз, построенный для использования в Великобритании, был Monarch , сочлененный локомотив, построенный для промышленной железной дороги в Кенте в 1953 году. Это был один из партий, построенных для железных дорог сахарных плантаций длиной 2 фута в Южной Африке, хотя сама по себе она немного больше - 2 фута 6 дюймов . Они были созданы на основе модифицированной конструкции Мейера Бэгналла . В оригинальном локомотиве Мейера использовались две сочлененные тележки под рамой цистерны, несущей котел и резервуары для воды. Это ограничивало пространство, доступное для топки, - недостаток, которого можно было избежать для небольших локомотивов, используя котел Бэгналла с круглой топкой, полностью расположенной над рамами.
Железнодорожные локомотивы
[ редактировать ]
Котлы стартового типа лишь изредка использовались для железнодорожных локомотивов , хотя они особенно использовались сэром Артуром Хейвудом с 1874 года для его 15 дюймов ( 381 мм ) железных дорог с минимальной колеей в Даффилд-Бэнк и Итон-Холл . [6]
На других железных дорогах с минимальной колеей, в частности на шириной колеи 18 дюймов ( 457 мм заводских железных дорогах с ) в Крю , Хорвиче и пивоварне Guinness в Дублине, также использовались котлы пускового типа из-за ограниченного пространства между рамами для обычной топки.
Ограничением этой конструкции для паровозов была необходимость разместить камин, решетку и зольник внутри замкнутой круглой топочной трубы. Это ограничивало поверхность радиационного нагрева печи и, следовательно, непосредственную паропроизводительность котла. Было отмечено, что они медленнее загораются от холода, чем обычные. [7] Поскольку пространство зольника под решеткой было небольшим, локомотивы могли работать лишь короткое время, прежде чем приходилось выгребать этот зольник. На магистральной железной дороге это потребовало бы возвращения в депо. [3] На небольших узкоколейных линиях подрядчиков золу просто выбрасывали там, где это было удобно, и это было гораздо меньшим недостатком.
Конические котлы
[ редактировать ]
В 1888 году паровозостроительный завод Гогенцоллернов поставил первые два узкоколейных 600 мм ( 1 фут 11 + 5 ⁄ 8 дюйма локомотивы ) Feldbahn для прусской армии . В них использовалась коническая форма пускового котла. В крутоконический корпус помещались затыльник увеличенного диаметра и значительно уменьшенная трубчатая решетка дымовой коробки. Это было установлено с верхним краем [я] конуса горизонтально. Целью конической формы было увеличение глубины воды над печью, самой горячей частью испарительной поверхности. Печь и трубы были перенесены в нижнюю часть корпуса, причем трубы шли вверх параллельно нижнему краю конуса. Трудностью было отсутствие парового пространства в котле, что требовало увеличенного купола почти такой же мощности, как и основной корпус. [8] Поскольку основным достоинством пускового котла является простота его конструкции, прокатка конической оболочки и установка большого купола привели к значительному увеличению их сложности и стоимости.
Эти локомотивы и их котлы оказались полностью неисправными. Они были меньше по размеру и недостаточно мощны для этой задачи, с крошечными колесами, склонными к сходу с рельсов на неровной дороге, и (для первого локомотива 2-2-2) ограниченным сцеплением с дорогой одного машиниста. Несмотря на то, что прошло несколько лет после Хейвуда и публикации его «Железных дорог минимальной колеи» , они игнорировали почти все принципы Хейвуда. Котлам не хватало испарительной мощности, и они не могли поддерживать устойчивую работу. [8]
Ленц котел
[ редактировать ]Большой котел пускового типа с гофрированной топкой , названный котлом Ленца , был установлен на первый пароэлектрический локомотив Хейльмана « La Fusée Electrique » 1890 года. [9] Конструкция котла имела немецкое происхождение. Подобный котел «Вандербильт» использовался в США. [10]
Ланкашир и Йоркширская железная дорога
[ редактировать ]
На Ланкаширско-Йоркширской железной дороге возникли проблемы с опорами топки , что привело к взрыву котла 0-8-0 . «Класс 30» недалеко от Ноттингли в 1901 году [11] [12] Их главный инженер-механик Генри Хой стремился вообще избежать проблем с оставшейся топкой и поэтому разработал альтернативный котел и топку. При этом использовалась гофрированная трубчатая печь и цилиндрическая внешняя топка, как у Ленца. [10] Такие печи с гофрированным покрытием уже широко использовались на местном уровне: стационарные котлы Ланкашира и Галлоуэя на хлопчатобумажных фабриках Ланкашира, и у местных производителей уже было несколько доступных конструкций. Печь также была стальной, а не медной, которая в то время использовалась для топок. [10] Участие Хоя было ироничным, поскольку основной причиной первоначальной аварии было изобретение Хоем нового латунного сплава для опор топки, неэластичного сплава, который, как оказалось, имел серьезные недостатки. [12] [13] Один класс 30, 396 , был перестроен в 1903 году, и еще 20 были построены новыми с этим котлом. [12]
Котлы показали ряд недостатков в эксплуатации. Они медленно прогревались после освещения, а ограниченное пространство зольника ограничивало их рабочее время вне сарая. И то, и другое произошло из-за того, что зона нагрева печи в значительной степени была экранирована решеткой поперек нее. Было высказано предположение, что они добились бы большего успеха при сжигании нефти. [ii] поскольку это позволило бы использовать весь диаметр печи и позволило бы избежать накопления золы. [7]
Котлы новой конструкции прослужили недолго, и через десять лет локомотивы были переоборудованы с использованием обычных котлов. [iii] [12] Преемник Хоя, Джордж Хьюз , охарактеризовал эти котлы неблагоприятно в статьях, прочитанных I. Mech E. [14] [15]
НЗР Е класс
[ редактировать ]
Единственный NZR E класса 1906 года представлял собой экспериментальный состав Vauclain 2-6-6-0T с шарнирно-сочлененным молотком , предназначенный для работы на склоне Римутака . Компаундирование побудило к выбору удивительно высокого на тот момент давления в котле - 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар; 1400 кПа), что требовало прочной конструкции топки. Главный чертежник НЗР Г.А. Пирсон выбрал гофрированную конструкцию печи в конусном котле, аналогичную Вандербильту.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ или ' образующая '
- ↑ В то время это была современная разработка в области сжигания котлов, примером которой являются новые линкоры класса «Дредноут» . Холден на Великой Восточной железной дороге также экспериментировал с сжиганием нефти. Однако L&YR базировалась в Ланкаширском угольном месторождении .
- ^ Типичный срок службы такого котла — от восьми до десяти лет перед реконструкцией. Это указывает на то, что котлы были адекватными и не были выведены из эксплуатации только для их замены, но также и на то, что эксперимент не был признан успешным и поэтому его не продолжили.
- ^ Харрис, КН (1974). Модели котлов и котлостроение . КАРТА. п. 50. ISBN 0-85242-377-2 .
- ^ Jump up to: а б с Мосли, Дэвид; ван Зеллер, Питер (1986). Железные дороги пятнадцатидюймовой колеи . Дэвид и Чарльз . п. 58. ИСБН 0-7153-8694-8 .
- ^ Jump up to: а б с Хей, Алан Дж. (2013). Локомотивные котлы XXI века . Издательство Экспресс. п. 48. ИСБН 978-1-901056-47-1 .
- ^ «Маршалл» . Дорожный пар .
- ^ «Переносной паровой двигатель Marshall Britannia, 1914 год» . Музей электростанции .
- ^ Хейвуд, AP (1974) [1881, Дерби: Бемроуз]. Железные дороги минимальной колеи . Предприятия по производству проигрывателей. ISBN 0-902844-26-1 .
Котел был пускового типа, представлял собой цилиндрический корпус с цилиндрической топкой, оканчивающейся трубками. Эта модель котла, хотя и обеспечивает меньшую поверхность нагрева для своего размера, чем конструкция обычного локомотива, имеет большое достоинство, заключающееся в том, что в ней нет топки, выступающей под стволом, что позволяет избежать выступания рамы за пределы колесной базы. уравнивается на каждом конце, что является вопросом первостепенной важности для небольших танковых двигателей. Его низкая первоначальная стоимость и простота поддержания его в порядке являются дополнительными преимуществами. Я был настолько доволен работой, что в четырех котлах, сконструированных с тех пор для моих локомотивов, я придерживался первоначального плана, который был скопирован с некоторых маневровых двигателей, изготовленных г-ном Рэмсботтомом для Лондонской и Северо-Западной железной дороги. Я захожу так далеко, что думаю, что, не избавившись от зависимой топки, невозможно построить ни один действительно удовлетворительный танковый паровоз для железной дороги малой колеи, если не будут введены холостые колеса, а этот подход нельзя слишком сильно осуждать. Уклоны, которые почти всегда сопровождают эти маленькие линии, требуют использования всего имеющегося веса для сцепления.
- ^ Jump up to: а б Хей (2013) , стр. 39–40.
- ^ Jump up to: а б Фах, Рюдигер; Кралль, Гюнтер (2002). Армейские полевые железные дороги имперской эпохи . Кеннинг. ISBN 3933613469 .
- ^ «Хайльманн Локомотивс» . Локо локос . 19 октября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с Аронс, Э.Л. (1966). Британский паровоз . Том. Я, 1925 год. Ян Аллан . п. 351.
- ^ Хьюисон, Кристиан Х. (1983). Взрывы котлов локомотивов . Дэвид и Чарльз. стр. 110–111. ISBN 0-7153-8305-1 .
- ^ Jump up to: а б с д Кук, А.Ф. (1999). Поднятие Steam на LMS . РЦТС . стр. 23–26. ISBN 0-901115-85-1 .
- ^ Хьюисон (1983) , с. 111.
- ^ Хьюз, Джордж (февраль 1906 г.). Учеб. Инст. Мех. англ .
{{cite journal}}: CS1 maint: периодическое издание без названия ( ссылка ) - ^ Хьюз, Джордж (июль 1909 г.). Учеб. Инст. Мех. англ .
{{cite journal}}: CS1 maint: периодическое издание без названия ( ссылка )