.jpg/1280px-Belpaire_firebox,_section_(Gairns,_Railways_for_All).jpg)
.jpg/1280px-Round-topped_boiler,_firebox_section_(Gairns,_Railways_for_All).jpg)
Топка Belpaire — это тип топки, используемой на паровозах . Она была изобретена Альфредом Бельпером из Бельгии в 1864 году. Сегодня это, как правило, относится к форме внешней оболочки топки, которая является приблизительно плоской сверху и квадратной в поперечном сечении, на что указывают продольные ребра на верхних сторонах. Однако именно подобная квадратная в поперечном сечении внутренняя топка обеспечивает основные преимущества этой конструкции, т. е. она имеет большую площадь поверхности в верхней части топки, где больше всего тепла, что улучшает теплопередачу и выработку пара по сравнению с круглой формой .
Плоская верхняя часть топки затруднит ее поддержку против давления (например, с помощью балок или распорок) по сравнению с круглой верхней частью. Однако использование квадратной внешней оболочки котла аналогичной формы позволяет использовать более простые перпендикулярные распорки между оболочками. [1] Тем не менее, внешняя топка Belpaire сложнее и дороже в производстве, чем версия с круглой верхней частью.
Из-за возросших расходов на производство этого кожуха котла только две крупные железные дороги США приняли топку Belpaire: Pennsylvania и Great Northern. [2] В Великобритании большинство локомотивов использовали эту конструкцию после 1920-х годов, за исключением, в частности, локомотивов LNER .
В паровых котлах топка заключена в водяную рубашку с пяти сторон (спереди, сзади, слева, справа и сверху), чтобы обеспечить максимальную передачу тепла воде. Распорки используются для поддержки поверхностей против высокого давления между внешней стенкой и внутренней стенкой топки, а также частично для передачи тепла во внутреннюю часть котла. [3]
Во многих конструкциях котлов верхняя часть котла имеет цилиндрическую форму над топкой, что соответствует контуру остальной части котла и естественным образом легче сопротивляется давлению котла. В конструкции Belpaire внешние верхние листы стенки котла примерно параллельны плоским верхним листам топки, что придает ей более квадратную форму. Преимуществом была большая площадь поверхности для испарения и меньшая восприимчивость к запотеванию (пенообразованию), включающему попадание воды в цилиндры, по сравнению с сужающимся верхним пространством классического цилиндрического котла. Это позволило Г. Дж. Чёрчворду , главному инженеру-механику Great Western Railway , обойтись без парового купола для сбора пара. Чёрчворд также улучшил конструкцию Belpaire, максимизировав поток воды в котле заданного размера за счет сужения топки и ствола котла наружу к области наибольшего производства пара в передней части топки.
Форма топки Belpaire также облегчает размещение стоек котла , поскольку они расположены под прямым углом к листам.
Несмотря на эти заявленные преимущества, другие локомотивные котлы, такие как LNER Engine Pacifics, имели внутренние топки с плоским верхом и закругленными внешними оболочками и обладали такими же хорошими тепловыми характеристиками, как и котлы типа Belpaire, не испытывая при этом серьезных проблем с размещением между оболочками.
В США топка Belpaire была представлена примерно в 1882 или 1883 году RPC Sanderson, который в то время работал на Shenandoah Valley Railroad (по сути, дочерней компании Pennsylvania Railroad , поскольку они имели общую финансовую поддержку от EW Clark & Co. ). Sanderson был англичанином ( позже натурализовавшимся как гражданин США), который получил инженерное образование в Касселе в Германии в 1875 году.
Получив знания об особой форме локомотивного котла (Belpaire), Сандерсон написал старому знакомому со времен учебы в колледже, который работал на локомотивном заводе Henschel в Касселе. Он отправил Сандерсону чертеж последнего котла Belpaire компании Henschel. Когда Чарльз Блэквелл , суперинтендант локомотивной мощности железной дороги Shenandoah Valley , увидел проект, он был очень доволен им и разместил заказ на заводе Baldwin and Grant Locomotive Works на два пассажирских паровоза, впоследствии получивших номера 94 и 95, и пять грузовых паровозов, впоследствии получивших номера 56, 57, 58, 59 и 60. Это ознаменовало начало использования локомотивных котлов типа Belpaire в Соединенных Штатах. [4] Пенсильванская железная дорога использовала топки Belpaire почти на всех своих паровозах. Характерная квадратная форма облицовки котла в топке локомотивов фактически стала торговой маркой «Pennsy», поскольку в США только Great Northern в значительных количествах использовала топки Belpaire.
