Дымовая труба — часть выхлопной системы паровоза , которая отводит выхлопной пар из цилиндров в дымовую камеру под дымовой трубой с целью увеличения тяги при пожаре.
Первенство открытия эффекта направления выхлопного пара вверх по дымовой трубе как средства обеспечения тяги через огонь является предметом некоторых споров, Аронс (1927) уделил этому вопросу значительное внимание. Выхлопы из цилиндров первого паровоза, построенного Ричардом Тревитиком , были направлены вверх по дымоходу, и он отметил в то время его влияние на увеличение тяги через огонь. В Уайламе Тимоти Хакворт также использовал дымовую трубу на своих первых локомотивах, но неясно, было ли это независимым открытием или копией конструкции Тревитика. Вскоре после Хакворта тот же метод применил и Джордж Стефенсон , и снова неясно, было ли это независимое открытие или копия одного из других инженеров. Голдсуорси Герни был еще одним ранним сторонником, чьи претензии на первенство энергично защищала его дочь Анна Джейн. [1] [2]
В локомотивах того времени использовался либо котел с одним дымоходом , либо один обратный дымоход с жаровой решеткой на одном конце дымохода. Поскольку единственный дымоход должен был быть широким, чтобы пропускать выхлопные газы, дымовая труба могла поднять огонь, вытягивая сажу и искры в дымоход. Только с разработкой многотрубного котла принудительную тягу можно было использовать безопасно и эффективно. Сочетание многотрубного котла и парового дутья часто называют основной причиной высоких характеристик « Ракеты 1829 года» на испытаниях в Рейнхилле .
Вскоре после того, как была открыта сила парового дутья, стало очевидно, что под дымоходом необходима дымовая камера , чтобы обеспечить пространство, в котором выхлопные газы, выходящие из труб котла, могут смешиваться с паром. Это имело дополнительное преимущество, заключающееся в возможности сбора золы, выносимой сквозняком через дымовые трубы. Дымовая труба, из которой выходит пар, монтировалась непосредственно под дымовой трубой в нижней части дымовой коробки.
Паровой дутье в значительной степени саморегулируется: увеличение скорости расхода пара цилиндрами увеличивает дутье, что увеличивает тягу и, следовательно, температуру пожара. Современные локомотивы также оснащены нагнетателем — устройством, которое выпускает пар непосредственно в дымовую камеру для использования, когда необходима большая тяга без прохождения большего объема пара через цилиндры. Примером такой ситуации является внезапное замыкание регулятора или проезд поезда через туннель. Если однопутный туннель плохо вентилируется, въезжающий на высокой скорости локомотив может вызвать быстрое сжатие воздуха внутри туннеля. Этот сжатый воздух может попасть в дымоход со значительной силой. Это может быть крайне опасно, если дверца топки в это время будет открыта. По этой причине в таких ситуациях часто включают вентилятор, чтобы противодействовать эффекту сжатия.
Небольшое развитие основных принципов конструкции дымовой камеры имело место до 1908 года, когда первое комплексное исследование производительности пароподъёма было проведено У.Ф.М. Госсом из Университета Пердью . Эти принципы были приняты на Великой Западной железной дороге Джорджем Джексоном Черчвордом . Более поздней разработкой стала так называемая дымовая труба с перемычкой, которая контролировала площадь дымовой трубы при различной скорости испарения для максимизации эффективности.
Целью модификации дымовой трубы является получение максимального вакуума в дымовой камере при минимальном противодавлении на поршни. Самая простая модификация — это двойной дымоход с двумя дымоходами, но было опробовано множество других вариантов. К концу эры пара выхлопная система Kylchap стала популярной и использовалась на модели Mallard , разработанной Найджелом Гресли . Другие конструкции включают дымовые трубы Giesl , Lemaître и Lempor .
