Дымовая труба — часть выхлопной системы паровоза , которая выводит отработанный пар из цилиндров в дымовую коробку под трубой для увеличения тяги в огне.
Первенство открытия эффекта направления отработанного пара вверх по дымоходу как средства обеспечения тяги через огонь является предметом некоторых споров, Аронс (1927) уделил этому вопросу значительное внимание. Выхлоп из цилиндров первого паровоза, построенного Ричардом Тревитиком , был направлен вверх по дымоходу, и он отметил его влияние на увеличение тяги через огонь в то время. В Уайламе Тимоти Хакворт также использовал воздуходувку на своих самых ранних локомотивах, но неясно, было ли это независимым открытием или копией конструкции Тревитика. Вскоре после Хакворта Джордж Стефенсон также использовал тот же метод, и снова неясно, было ли это независимым открытием или копией одного из других инженеров. Голдсуорти Герни был еще одним ранним представителем, чьи претензии на первенство энергично отстаивала его дочь Анна Джейн. [1] [2]
В то время паровозы использовали либо котел с одним дымоходом , либо один обратный дымоход с колосниковой решеткой на одном конце дымохода. Поскольку один дымоход должен был быть широким, чтобы пропускать выхлопные газы, дымовая труба могла поднимать огонь, вытягивая сажу и искры в дымоход. Только с разработкой многотрубного котла стало возможным безопасно и эффективно использовать принудительную тягу. Сочетание многотрубного котла и парового дутья часто упоминается в качестве основных причин высокой производительности Rocket 1829 года на испытаниях в Рейнхилле .
Вскоре после открытия силы парового дутья стало очевидно, что под дымоходом необходим дымовой короб , чтобы обеспечить пространство, в котором выходящие из котельных труб отработанные газы могли смешиваться с паром. Это имело дополнительное преимущество, позволяя собирать золу, протягиваемую через дымовые трубы тягой. Дымовая труба, из которой выбрасывается пар, была установлена непосредственно под дымоходом в нижней части дымового короба.
Паровой дутье в значительной степени саморегулирующееся: увеличение скорости потребления пара цилиндрами увеличивает дутье, что увеличивает тягу и, следовательно, температуру огня. Современные локомотивы также оснащены нагнетателем , который представляет собой устройство, которое выпускает пар непосредственно в дымовую камеру для использования, когда требуется большая тяга без большего объема пара, проходящего через цилиндры. Примером такой ситуации является ситуация, когда регулятор внезапно закрывается или поезд проходит через туннель. Если однолинейный туннель плохо проветривается, локомотив, въезжающий на высокой скорости, может вызвать быстрое сжатие воздуха внутри туннеля. Этот сжатый воздух может попасть в дымоход со значительной силой. Это может быть чрезвычайно опасно, если дверца топки в это время открыта. По этой причине нагнетатель часто включается в таких ситуациях, чтобы противодействовать эффекту сжатия.
Незначительное развитие основных принципов проектирования дымовых коробок имело место до 1908 года, когда WFM Goss из Университета Пердью провел первое всестороннее исследование производительности парообразования . Эти принципы были приняты на Great Western Railway Джорджем Джексоном Черчвордом . Более поздней разработкой стала так называемая перемычка с верхней частью дымовой трубы, которая контролировала площадь дымовой трубы при различных скоростях парообразования для максимальной эффективности.
Целью модификации дымовой трубы является получение максимального вакуума в дымовой коробке с минимальным обратным давлением на поршни. Простейшая модификация — это двойная труба с двумя дымовыми трубами, но было испробовано много других вариантов. К концу паровой эры выхлоп Kylchap был популярен и использовался на Mallard , разработанном Nigel Gresley . Другие конструкции включают дымовые трубы Giesl , Lemaître и Lempor .
