.jpg/1280px-Launch_boiler,_firebox_removed_(Brockhaus).jpg)
Баркасный , канонерский или горизонтальный многотрубный котел [ 1] — разновидность небольшого парового котла . Он состоит из цилиндрического горизонтального корпуса с цилиндрической топкой и жаровыми трубами внутри него.
Их название происходит от популярного использования котла в свое время для небольших паровых яхт и катеров . Они также использовались в некоторых ранних торпедных катерах-эсминцах ВМС .
Цилиндрическая печь или топка полностью помещается во внешнюю оболочку котла. В отличие от локомотивного котла , здесь нет решетки топки, выходящей из-под основного котла. Котел имеет сходство как с локомотивным котлом (множество небольших жаровых труб), так и с шотландским морским котлом (короткая цилиндрическая топка). Как жаротрубный котел, он имеет большую площадь нагрева и поэтому является эффективным парогенератором. Конструкция топки также проще, а значит, и дешевле, чем у локомотивной топки. Поскольку круглая печь в значительной степени самоподдерживает давление котла, она не требует обширных и дорогостоящих стоек локомотивного котла. Это также позволило изготовить котел с болтовым соединением во внешней оболочке, и поэтому вся топка и трубное гнездо могли быть извлечены для осмотра и обслуживания.
Однако топка имеет ограниченный размер и, в отличие от локомотивного котла, не может расширяться за пределы размера корпуса котла. Это ограничивает возможную постоянную производительность. [2] Колосник и зольник также имеют ограниченный размер, решетка представляет собой набор прутков, частично пересекающих трубу печи, 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. Топка древесным или биомассовым топливом была затруднена. Емкость топки дополнительно ограничена пространством, используемым для зольника, а также печью с сухой спинкой. [2] Маленький зольник также ограничивает их способность парить в течение длительных периодов.
Одним из недостатков котла был большой диаметр топки относительно корпуса котла, и, следовательно, малое паровое пространство над сводом топки. Это делало котлы склонными к заливке , особенно на бурном море, где вода могла попасть в паровую трубу.
Более серьезной опасностью был ограниченный запас уровня воды, когда уровень воды должен был упасть лишь на небольшое количество из-за невнимательности, прежде чем свод печи обнажался, с вероятным перегревом и риском взрыва котла. Котел был безопасен при правильном розжиге, но его нельзя было оставлять без присмотра. Эти ограничения уровня воды становились еще более проблематичными, когда котел наклонялся, даже на такой небольшой угол, как крутой железнодорожный путь. Необычная скорость износа и количество сменных печей, поставленных для локомотивов Heywood, были отнесены к этой причине. [2]
Котел пользовался некоторой популярностью в континентальной Европе, как котел для небольших переносных двигателей . Похожий котел, но с обратными жаровыми трубами, был построен в Америке как котел Хубера .
Чтобы уменьшить ограничения небольшой печи, была разработана увеличенная форма. Площадь корпуса котла вдоль печи была увеличена в диаметре, но осталась круглой. Это позволило установить больший диаметр печи. Топочная секция оболочки была смещена вниз, так что трубное гнездо из верхней части печи оказалось в самой нижней, заполненной водой, части оболочки. Поскольку пластины все еще были цилиндрическими, им не требовались распорки, но, возможно, было несколько небольших стержневых распорок для поддержки плоской части горловой пластины между двумя секциями оболочки. [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 была предпочтительна для использования в сельском хозяйстве и была широко известна как «колониальный» тип. Маршаллы построили много таких и запатентовали конструкцию как свою топку «Британия». [4] Она также предлагалась в удлиненной форме как печь для сжигания дров, особенно для использования в Австралии и Африке, где лесные угодья вырубались для сельского хозяйства. [5]
Полностью круглые пусковые котлы (в отличие от локомотивных) не получили широкого распространения в богатой углем Британии, за исключением этих увеличенных типов. Иногда их называли «морскими» котлами, хотя эта увеличенная форма не была предпочтительна для использования на море из-за поднятого центра тяжести.
Увеличенная круглая топка также использовалась WG Bagnall для узкоколейных локомотивов с 1890 года. [3]
Одним из последних из них, который был построен, последним промышленным узкоколейным паровозом, который был построен для использования в Великобритании, был Monarch , сочлененный локомотив, построенный для промышленной железной дороги в Кенте в 1953 году. Это был один из партии, построенной для 2-футовых железных дорог сахарных плантаций в Южной Африке, хотя он немного больше - 2 фута 6 дюймов сам по себе. Они были сочленены по модифицированной конструкции Мейера Бэгнолла . Оригинальный локомотив Мейера использовал две сочлененные тележки под рамой локомотива-цистерны, несущей котел и водяные баки. Это ограничивало пространство, доступное для топки, недостаток, которого можно было избежать, для небольших локомотивов, используя котел Бэгнолла с круглой топкой полностью над рамами.
Котлы пускового типа редко применялись в железнодорожных локомотивах , хотя они были особенно заметны в использовании сэром Артуром Хейвудом с 1874 года для его железных дорог с минимальной шириной колеи 15 дюймов ( 381 мм ) в Даффилд-Бэнке и Итон-Холле . [6]
На других железных дорогах с минимальной шириной колеи, в частности на рабочих железных дорогах с шириной колеи 18 дюймов ( 457 мм ) в Крю , Хорвиче и на пивоваренном заводе Guinness в Дублине, также использовались котлы пускового типа из-за ограниченного пространства между рамами для обычной топки.
Ограничением этой конструкции для паровозов была необходимость размещения огня, колосника и зольника внутри замкнутой круглой трубы печи. Это ограничивало поверхность лучистого нагрева печи и, таким образом, непосредственную пароподнимающую мощность котла. Было отмечено, что они медленнее разгорались от холода, чем обычные. [7] Поскольку пространство зольника под решеткой было небольшим, локомотивы могли работать только короткое время, прежде чем им приходилось выгребать этот зольник. На главной железной дороге для этого потребовалось бы возвращение в паровозное депо. [3] На небольших узкоколейных линиях подрядных организаций зола просто сбрасывалась в удобное место, поэтому это было гораздо меньшим недостатком.
В 1888 году паровозостроительный завод Гогенцоллернов поставил первые два узкоколейных паровоза шириной 600 мм ( 1 фут 11 дюймов) .+5 ⁄ 8 дюйма)ЛокомотивыFeldbahnпрусской армии. Они использовали коническую разработку пускового котла. Задняя пластина увеличенного диаметра и значительно уменьшенная трубная пластина дымовой камеры были установлены в круто коническую оболочку. Она была установлена с верхним краем[i]конуса в горизонтальном положении. Целью конической формы было увеличение глубины воды над печью, самой горячей частью испарительной поверхности. Печь и трубы были перемещены в нижнюю часть оболочки, при этом трубы шли вверх параллельно нижнему краю конуса. Трудность заключалась в отсутствии парового пространства в котле, что требовало увеличенного купола, почти такой же емкости, как и основная оболочка.[8]Поскольку основным достоинством пускового котла является простота его конструкции, прокатка конической оболочки и установка большого купола представляли собой значительное увеличение их сложности и стоимости.
Эти локомотивы и их котлы были полным провалом. Они были недостаточно большими и недостаточно мощными для этой задачи, с маленькими колесами, склонными к сходу с рельсов на неровном пути и (для первого локомотива 2-2-2) ограниченным сцеплением с его единственным машинистом. Несмотря на то, что они появились через несколько лет после Хейвуда и публикации его « Железных дорог минимальной колеи » , они игнорировали почти все принципы Хейвуда. Котлы не имели испарительной способности и не могли поддерживать непрерывную работу. [8]
Большой котел пускового типа с гофрированной топкой , описанный как котел Ленца , был установлен на первом пароэлектрическом локомотиве Хайльмана « La Fusée Electrique » 1890 года . [9] Конструкция котла была немецкого происхождения. Похожий котел, «Vanderbilt», использовался в США. [10]
У железной дороги Ланкашира и Йоркшира возникли проблемы с опорами топки , что привело к взрыву котла с 0-8-0 «Класс 30» около Ноттингли в 1901 году [11] [12] Их главный инженер-механик Генри Хой стремился полностью избежать проблем с опорами топки и разработал альтернативный котел и топку. В нем использовалась гофрированная трубчатая печь и цилиндрическая внешняя топка, как у Ленца. [10] Такие гофрированные печи уже широко использовались на местном уровне, в Ланкашире и Галлоуэе стационарные котлы Ланкаширских хлопчатобумажных фабрик, и местные производители уже имели несколько доступных конструкций. Печь также была сделана из стали, а не из меди, используемой для топок в то время. [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 пароход класса 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 нагревались после розжига, а ограниченное пространство зольника ограничивало их рабочее время вне сарая. Оба эти фактора были результатом того, что область нагрева печи в значительной степени была экранирована решеткой, проходящей через нее. Было высказано предположение, что они были бы более успешны при сжигании нефти, [ii] поскольку это позволило бы использовать весь диаметр печи и избежать накопления золы. [7]
Новая конструкция котла не прослужила долго, и через десять лет локомотивы были перестроены с использованием обычных котлов. [iii] [12] Преемник Хоя, Джордж Хьюз , неблагоприятно охарактеризовал эти котлы в докладах, зачитанных в I. Mech E. [14] [15]
Единственный NZR E класса 1906 года был экспериментальным Vauclain составным сочлененным 2-6-6-0T Mallet , предназначенным для работы на Rimutaka Incline . Компаундирование способствовало выбору тогдашнего необычайно высокого давления котла в 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар; 1400 кПа), что требовало прочной конструкции топки. Главный чертежник NZR GA Pearson выбрал гофрированную конструкцию печи в коническом котле, похожую на Vanderbilt.
Котел был пускового типа, цилиндрическая оболочка с цилиндрической топкой, заканчивающейся трубами. Эта модель котла, хотя и давала меньшую поверхность нагрева для своего размера, чем у обычного локомотивного котла, имеет большое преимущество в том, что у нее не было топки, выступающей под стволом, что позволяло уравнять выступ рамы за колесной базой на каждом конце, что является вопросом первостепенной важности в небольших танковых паровозах. Его низкая первоначальная стоимость и легкость, с которой его можно было содержать в порядке, являются дополнительными преимуществами. Я был настолько доволен работой, что в четырех котлах, с тех пор спроектированных для моих локомотивов, я придерживался первоначального плана, который был скопирован с некоторых маневровых паровозов, сделанных г-ном Рэмсботтомом для Лондонской и Северо-Западной железной дороги. Я захожу так далеко, что думаю, что, не избавившись от зависимой топки, нельзя построить действительно удовлетворительный танковый паровоз для узкоколейной железной дороги, если не ввести холостые колеса, процесс, который нельзя слишком решительно осуждать. Градиенты, которые почти всегда сопутствуют этим небольшим линиям, делают необходимым использование всего имеющегося веса для сцепления.
{{cite journal}}: CS1 maint: безымянное периодическое издание ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: безымянное периодическое издание ( ссылка )