Вертикальный котел — это тип жаротрубного или водотрубного котла, в котором ствол котла ориентирован вертикально вместо более распространенной горизонтальной ориентации. Вертикальные котлы использовались для различных паровых транспортных средств и других мобильных машин, включая ранние паровозы .
Соображения по дизайну
Трубчатые конструкции
Было использовано много различных схем расположения трубок. Примеры включают:
Основными преимуществами вертикального котла являются:
Малая занимаемая площадь — там, где ограничения по ширине и длине имеют решающее значение, использование вертикального котла позволяет спроектировать машину меньших размеров.
Допуск уровня воды – уровень воды в горизонтальном котле должен постоянно поддерживаться выше верха (верхней части) топки, иначе пластина может перегреться и деформироваться, что приведет к взрыву котла . Для транспортного средства, которое, как ожидается, будет пересекать холмы, например, локомотив или паровой вагон , поддержание правильного уровня воды, когда само транспортное средство не выровнено, является квалифицированной задачей, которая занимает большую часть времени пожарного. В вертикальном котле вся вода находится наверху топки, и котел должен быть чрезвычайно низко на воде, прежде чем градиент может вызвать риск, обнажив верхнюю часть топки.
Более простое (основное) обслуживание – вертикальный котел обычно устанавливается на раме транспортного средства, что позволяет легко его заменить. Горизонтальные котлы, такие как те, что установлены на железнодорожных локомотивах и тяговых двигателях , являются неотъемлемой частью транспортного средства – транспортное средство буквально построено вокруг котла – и, следовательно, замена требует демонтажа всего транспортного средства.
Основными недостатками вертикального котла являются:
Размер – Преимущества небольшой площади основания сводятся на нет из-за гораздо большей требуемой высоты. [1] Наличие мостов ограничивает высоту паровых транспортных средств, а это, в свою очередь, ограничивает размер (и, следовательно, выработку пара) котла. [2]
Площадь решетки – ограничена площадью основания котла, что ограничивает количество вырабатываемого пара. [2]
Короткие трубы – Котельные трубы должны быть короткими, чтобы минимизировать высоту. В результате большая часть имеющегося тепла теряется через дымоход, так как у него слишком мало времени для нагрева труб. [2]
Осадок – Осадок может осаждаться на нижней трубной решетке (пластина над топкой), изолируя воду от тепла и позволяя пластине выгореть. [2]
Приложения
Железнодорожные локомотивы
Несколько производителей выпустили значительное количество локомотивов с вертикальным котлом. Среди них следует отметить:
Alexander Chaplin & Co. из Глазго, которая производила ряд промышленных продуктов на паровой тяге, включая паровые краны, подъемники, локомотивы, насосные и подъемные машины, палубные двигатели и аппараты для дистилляции морской воды. В период с 1860 по 1899 год она поставила 135 локомотивов с вертикальным котлом, похожих на East London Harbour 0-4-0VB, клиентам по всему миру. [3]
Анонимное общество Джона Кокерилла произвело 891 маневровый локомотив стандартной колеи в период с 1867 по 1942 год, используя стандартную конструкцию пяти размеров. [5]
Некоторые конструкции парового катка отошли от традиционного стиля тягового двигателя горизонтального котла с двигателем, установленным сверху. Вертикально-кипящие катки были построены вокруг прочного шасси балочной рамы, при этом котел устанавливался низко между передними и задними роликами. Такие конструкции не были распространены в Великобритании.
Паровые ослы
Традиционная форма парового осла (как передвижная лебедка, используемая в лесозаготовительной промышленности) сочетала в себе вертикальный котел с паровым двигателем на жестком основании, оснащенном полозьями для мобильности. Поскольку пересекаемая поверхность была неровной и редко ровной, конструкция вертикального котла, устойчивая к уровню воды, была очевидным выбором.
Паровые экскаваторы и краны
Строительное оборудование, такое как паровые краны и паровые экскаваторы, эффективно использовало вертикальные котлы . На вращающемся основании вес котла помогал уравновесить нагрузку, подвешенную к ковшу лопаты или стреле крана, установленной на противоположной стороне поворота от котла. Компактная площадь основания котла позволяла создавать конструкции меньшего размера, чем это было бы в случае горизонтального типа, что позволяло использовать их на небольших рабочих площадках; дополнительная высота вертикального котла была менее критичной для такой, как правило, высокой машины.
Морские применения
Некоторые паровые суда , особенно меньшие типы, такие как речные катера, были спроектированы вокруг вертикального котла. Небольшая площадь котла позволяла создавать более компактные и эффективные конструкции, при этом меньшая часть полезного судна была занята средствами движения, а не полезной нагрузкой.
Стационарные приложения
Вертикальные типы котлов, такие как котел Кохрана, представляют собой полезные, компактные комплексные решения для многих стационарных применений, включая технологическое и промышленное отопление.
Примечания
↑ Эдвард Н. Дикерсон (21 мая 1864 г.). «Котлы Мартина и Совет инженеров». The New York Times .
^ abcd Уайт, Джон Х. (1979). История американского локомотива: его развитие, 1830-1880. Courier Dover Publications. стр. 95. ISBN978-0-486-23818-0.
^ Эбботт, Роуленд AS (1989). Вертикальные паровые локомотивы и рельсовые моторы, построенные в Великобритании . Oakwood Press. ISBN 0 85361 385 0
^ Бойд, Джеймс IC (1990). Узкоколейные железные дороги в Северном Карнарвоншире, том 1: Запад (2-е изд.). The Oakwood Press. ISBN0-85361-273-0.
^ Клинган, KW (декабрь 1965 г.). «Французский маневровый вертикальный котел 0-4-0». Рекорд промышленных железных дорог (8). Общество промышленных железных дорог: 161–171 . Проверено 12 декабря 2018 г.
Ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Вертикальные котлы» .
Роуленд А. С. Эбботт (1989). Вертикальные паровые котлы . Oakwood Press. ISBN 0-85361-385-0.
Ян Аллан ABC британских железных дорог Локомотивы . Ян Аллан. 1948.
,_2008.jpg/1280px-Taffy_the_Locomotive_(built_by_Alan_Keef_Ltd),_2008.jpg)
