Вертикальный котел с горизонтальными жаротрубами
Вертикальный котел с горизонтальными дымовыми трубами — это разновидность небольшого вертикального котла , используемого для выработки пара для небольших машин. Для него характерно наличие множества узких дымовых труб , идущих горизонтально.
Подобные котлы широко использовались на судах в качестве вспомогательных или опорных котлов . [ я ] Примеры меньшего размера, особенно тип Робертсона, использовались для паровых вагонов .
Параллельно-трубные котлы
[ редактировать ]
В котлах с параллельными трубами все жаровые трубы расположены в одной параллельной группе, проходящей из стороны в сторону корпуса котла. Самым известным из них является дизайн Кокрана .
Кохрановский котел
[ редактировать ]Котел Cochran был произведен компанией Cochran & Co. из Аннана , Шотландия. [ 2 ] Он широко используется в морской практике, либо сжигается непосредственно на угле или нефтяном топливе, либо используется для рекуперации тепла из выхлопных газов больших дизельных двигателей. [ 3 ] Если такой котел может нагреваться либо выхлопными газами главной двигательной установки, либо отдельно топиться в порту (обычно нефтью, а не углем), его называют составным котлом . [ 4 ]
Котел представляет собой цилиндрический вертикальный водяной барабан с полусферическим куполообразным верхом. Эта куполообразная форма достаточно прочна, чтобы не требовать длительного пребывания . Топка представляет собой еще один полусферический купол, приклепанный к кольцу фундамента , чтобы образовать узкое водное пространство.
Над ним дымовые трубы расположены единой горизонтальной группой, установленной между двумя плоскими вертикальными пластинами, вставленными в корпус котла. Первая из этих пластин образует неглубокую камеру сгорания и соединяется с топкой короткой диагональной горловиной. Камера сгорания имеет «сухую» форму и закрыта не водяной рубашкой, а пластиной из стали и шамотного кирпича. Дымоход из дымоходов выводится во внешнюю дымовую коробку и вертикальный дымоход . Для обслуживания доступа к трубкам в полусферическом куполе предусмотрен лаз.
Типичный котел Кокрана, как показано на рисунке: [ 5 ] может иметь высоту 15 футов (4,57 м) и диаметр 7 футов (2,13 м), что дает поверхность нагрева площадью 500 квадратных футов (46,45 м). 2 ), а также решетчатую решетку площадью 24 квадратных фута (2,23 м²). 2 ). Рабочее давление составляет от 100 до 125 фунтов на квадратный дюйм (от 6,9 до 8,6 бар; от 690 до 860 кПа).
При использовании комбинированного обжига [ 4 ] существует несколько возможных схем нагрева газов. [ 6 ] В большинстве из них используется двухходовая конструкция труб, при которой другая сухая камера обратного сгорания направляет газы из одного ряда труб обратно через другой. В некоторых устройствах используется отдельный блок труб для выхлопных газов рекуперации тепла или газов прямого горения, в других выхлопные газы направляются в верхнюю часть (неосвещенной) топки. Котел с чистой рекуперацией тепла может вообще не иметь топки, за исключением неглубокой куполообразной пластины для прочности. [ 6 ]
Sinuflo Компания Cochran также предлагает модифицированную жаровую трубу , которая, как утверждается, обеспечивает лучшую передачу тепла от газов. Он изогнут в несколько горизонтальных синусоидальных волн, а не является прямым. [ 6 ]
Котел Кокрана не применялся в локомотивах, но использовался в паре экспериментальных паровых железнодорожных двигателей, построенных для GNSR Эндрю Барклаем в 1905 году. [ 7 ] Они не имели успеха и через несколько лет были списаны, хотя один кузов тренера сохранился в плохом состоянии. [ 8 ]
Котел Кларка Чепмена
[ редактировать ]
Котел Кларка Чепмена похож на котел Кокрана, с той разницей, что верхняя часть корпуса котла представляет собой неглубокий купол, а не полусферу. Эта форма купола все еще достаточно прочна, чтобы выдержать давление, но теперь между оболочкой и верхней пластиной есть острый угол. Этот угол требует поддержки косынками .
Котлы Clarke Chapman производятся как с «сухой» формой (как у Cochran), так и с «мокрой» формой. [ 9 ] Мокрая спина или «Виктория» [ 10 ] (на рисунке) камера сгорания полностью окружена водой. Это увеличивает поверхность нагрева и уменьшает потери тепла, но одновременно усложняет изготовление котла и затрудняет очистку труб.
Радиально-горизонтальные трубчатые котлы
[ редактировать ]
В радиально-горизонтальных трубчатых котлах вместо плоской трубной пластины котла Кокрана используется круглая топка, форма которой лучше противостоит давлению. Таким образом, их трубы расположены радиально, чтобы их было легче садить, входя в топку перпендикулярно плите.
Котел Робертсона
[ редактировать ]Конструкция Робертсона из Флитвуда , Ланкашир, первоначально использовалась в паровых вагонах . Он часто использовался в ситуациях, аналогичных котлу Sentinel , но имел дымовые, а не водяные трубы. Он наиболее известен своей популярностью в модельном машиностроении как многотрубный котел, который относительно легко построить.
Котел состоит из двух концентрических барабанов с водяным пространством между ними. Через этот барабан проходят жаровые трубы, расположенные симметрично по диаметру. Весь котел заключен в цилиндрическую дымовую камеру. Верхняя часть внутреннего барабана не имеет водяной рубашки и закрыта только стальной пластиной. Внешний барабан представляет собой параллельный цилиндр, но внутренний барабан обычно имеет три диаметра со ступеньками: широкий вокруг колосниковой решетки, чтобы обеспечить максимальную площадь решетки и способствовать быстрому кипению в водяной рубашке, центральная секция несет внутренние концы жаровых труб. , а верхняя часть сужена, чтобы уменьшить площадь поверхности без рубашки и обеспечить открытое паровое пространство над ватерлинией. [ 9 ] [ 11 ] Это верхнее пространство намеренно увеличено по размеру, чтобы при установке на дорожное транспортное средство любой наклон во время подъема на холм все равно оставлял над трубами достаточную глубину водного покрова.
Верхняя пластина не имеет рубашки и может содержать люк и желоб для стрельбы. Там, где котел используется для паровых вагонов, он часто топится коксом с глубоким подом, и кокс просто высыпается по этому желобу, а не тщательно распределяется. Этот способ разжигания приемлем для кокса, но для угля это приведет к густому, тусклому огню, который блокируется клинкером . Это также меньше отвлекает при попытке управлять паровым транспортным средством. Отказ от угля также снижает риск выброса летучих газов из желоба при его открытии.
Котел иногда перегревается полурадиационным элементом, расположенным в виде змеевика внутри верхней части центрального барабана. [ 11 ]
Другие конструкции
[ редактировать ]
Котел Блейка
[ редактировать ]Котел Блейка сочетает в себе черты конструкций Кларка Чепмена и Робертсона . Камера сгорания полностью расположена внутри водного пространства, так что вся она может обеспечивать поверхность нагрева, и для прочности она выполнена цилиндрической. Трубки расположены радиально, а не в параллельной группе, чтобы входить в камеру сгорания перпендикулярно. Это упрощает операцию расширения концов и обеспечивает лучшее уплотнение. Дымовая камера больше по размеру и частично охватывает барабан котла снаружи. [ 12 ]
Котёл Харрис "Экономичный"
[ редактировать ]Котел Харрис «Экономичный» [ 13 ] представляет собой проект модели котла инженерного размера. Похож на Blake , но симметричен, с камерой сгорания, расположенной по центру, и дымовыми трубами по всей окружности.
Братья Райли
[ редактировать ]Подобные котлы, как жаротрубные по «Патенту Мередит», так и водотрубные котлы собственной разработки, также производились компанией Riley Brothers из Стоктон-он-Тис примерно с 1890 года до Первой мировой войны. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]
Вертикальные котлы с горизонтальными жаротрубами .
- ^ Вспомогательный котел подает пар , который не используется для основной двигательной установки, но необходим для некоторых частей основного двигательного оборудования. - котел Осел часто используется в порту для подачи второстепенного пара для «гостиничных» услуг, таких как отопление или освещение. [ 1 ]
- ^ Паровые котлы Milton & Marine .
- ^ Кокран
- ^ Милтон, Дж. Х. (1961) [1953]. Морские паровые котлы (2-е изд.). Ньюнес. стр. 63–66.
- ^ Jump up to: а б Паровые котлы Milton & Marine , стр. 119–121.
- ^ Бентли, Уоллес (1918). Эскизы деталей двигателя и машины . п. 106.
- ^ Jump up to: а б с Паровые котлы Milton & Marine , стр. 133–135.
- ^ Дженкинсон, Дэвид (1996). «15: Альтернативы условностям». История британских железнодорожных вагонов 1900–1953 гг . Том. Я (2-е изд.). Пендрагон. п. 266. ИСБН 1-899816-03-8 .
- ^ «Седан GNSR Steam Railmotor (только кузов)» . Фонд старинных карет .
- ^ Jump up to: а б Кеннеди, Современные двигатели , Том III
- ^ Милтон, Джеймс Тайлер; Хорнер, Джозеф Грегори (1911). . В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . Том. 04 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 141–153, см. стр. 143, рис. 6.
- ^ Jump up to: а б Харрис, КН (1974). Модели котлов и котлостроение . КАРТА. стр. 52–53. ISBN 0-85242-377-2 .
- ^ Кеннеди, Рэнкин (1905). Книга современных двигателей и генераторов . Том. VI. Лондон: Кэкстон. п. 31.
- ^ Харрис, Модельные котлы , стр. 158-159.
- ^ «Братья Райли» . Руководство Грейс .