發射式鍋爐
編輯發射式或臥式多管鍋爐是小型蒸汽鍋爐的一種形式。它由一個圓柱形水平外殼和一個圓柱形爐子和其中的火管組成。
他們的名字來源于鍋爐曾經廣泛用于小型蒸汽游艇和汽艇。它們也被用于一些早期的海軍魚雷艇驅逐艦。
描述
編輯圓柱形爐或火箱完全安裝在鍋爐的外殼內。與機車鍋爐不同,主鍋爐下方沒有出現爐排。該鍋爐與機車鍋爐(多個小火管)和蘇格蘭船用鍋爐(短圓柱形爐)有相似之處。作為火管鍋爐,它具有寬敞的受熱面積,因此是一種有效的蒸鍋。火箱結構也比機車火箱更簡單,因此更便宜。由于圓形爐在很大程度上可以自支撐抵抗鍋爐壓力,因此不需要機車鍋爐的大范圍和昂貴的支架。這也使得鍋爐可以在外殼中使用螺栓連接,因此可以將整個爐子和管套取出以進行檢查和維護。
火箱的尺寸雖然有限,但與機車鍋爐不同,它不能擴大到鍋爐外殼的尺寸之外。這限制了可能的持續輸出。爐排和灰盤的尺寸也受到限制,爐排是一組橫跨爐管的桿,而灰盤是其下方的有限空間。這些特征限制了鍋爐燃燒硬煙煤的能力,它們需要供應威爾士蒸汽煤或類似物。用木材或生物質燃料燃燒很困難。火箱容量進一步受到用于ashpan 的空間和干式爐的限制。小的ashpan也限制了它們長時間蒸汽的能力。
鍋爐的一個缺點是爐子相對于鍋爐殼的直徑較大,因此爐頂上方的蒸汽空間很小。這使得鍋爐容易啟動,特別是在波濤洶涌的海面上,水可能會被帶入蒸汽管道。
更嚴重的危險是水位儲備有限,一不留神,水位稍有下降,爐頂就會暴露出來,容易出現過熱和鍋爐爆炸的危險。鍋爐在正確點火時是安全的,但不能無人看管。當鍋爐傾斜時,這些水位限制變得更加麻煩,即使只有陡峭的鐵路線。為海伍德機車提供的異常磨損率和更換爐的數量已被歸結為這一原因。
作為小型便攜式發動機的鍋爐,該鍋爐確實在歐洲大陸有所普及。美國制造了一個類似的鍋爐,但裝有回火管,稱為 Huber 鍋爐。
巴格納爾鍋爐
編輯為了減少小爐的局限性,開發了一種擴大的形式。靠近爐膛的鍋爐外殼區域的直徑擴大了,但仍保持圓形。這允許安裝更大直徑的爐子。外殼的燃燒室部分向下偏移,因此來自熔爐上部的管巢位于外殼的最低、充滿水的部分。由于板仍然是圓柱形的,它們不需要撐桿,但可能有一些小桿撐桿來支撐兩段炮彈之間的針板的平坦部分。
這種鍋爐設計用于 1860 年代的半便攜式發動機。由于更寬的爐排允許燃燒劣質燃料,例如稻草或甘蔗廢料,因此它很受農業使用的青睞,并被廣泛稱為“殖民”類型。Marshalls 建造了其中許多,并將其設計為“Britannia”火箱申請了專利。這也以加長形式作為燃木爐提供,特別適用于澳大利亞和非洲,那里的林地正在被砍伐用于農業。
除了這些擴大的類型之外,全循環發射鍋爐(而不是機車鍋爐)在煤炭豐富的英國并未廣泛使用。它們有時被稱為“船用”鍋爐,盡管由于其重心升高,這種擴大的形式不適合海上使用。
Bagnall鐵路機車
從 1890 年開始,WG Bagnall 也將擴大的圓形火箱用于窄軌機車。
1953 年在肯特郡為工業鐵路建造的鉸接式機車 Monarch 是最后一臺,也是最后一臺在英國使用的工業窄軌蒸汽機車。這是一批建造的機車之一用于南非的 2 英尺糖種植鐵路,盡管它本身 2 英尺 6 略大。這些都與 Bagnall 修改后的 Meyer 設計相結合。最初的 Meyer 機車在裝有鍋爐和水箱的油箱機車框架下方使用兩個鉸接轉向架。這限制了火箱的可用空間,對于小型機車來說,可以通過使用完全位于框架上方的圓形火箱的 Bagnall 鍋爐來避免這個缺點。
鐵路機車
編輯發射型鍋爐很少用于鐵路機車,盡管 Arthur Heywood 爵士從 1874 年開始就在杜菲爾德銀行和伊頓霍爾的 15 英寸(381 毫米)最小軌距鐵路上使用它們。
其他最小軌距鐵路,特別是克魯、霍里奇和都柏林吉尼斯啤酒廠的 18 英寸(457 毫米)軌距工程鐵路,也使用發射式鍋爐,因為傳統火箱的框架之間的空間有限。
蒸汽機車的這種設計的一個限制是需要將火、爐排和灰盤都安裝在受限的圓形爐管內。這限制了爐子的輻射加熱表面,從而限制了鍋爐的直接蒸汽提升能力。它們被認為比傳統的從寒冷中發光的速度更慢。由于爐篦下方的篦子空間很小,機車只能運行很短的時間,然后才需要耙出這個篦子。在干線鐵路上,這將需要返回發動機棚。在小型窄軌承包商生產線上,灰燼可以簡單地傾倒在任何方便的地方,因此這不是一個缺點。
錐形鍋爐
1888 年,霍亨索倫機車廠為普魯士軍隊交付了前兩臺窄軌距 600 毫米(1 英尺 11+5?8 英寸)費爾德巴恩機車。這些使用了發射鍋爐的錐形開發。一個直徑擴大的背板和一個xxx減小的煙箱管板被安裝在一個陡峭的圓錐形外殼中。這是安裝時錐體的上邊緣水平。錐形的目的是增加爐子上的水深,這是蒸發表面最熱的部分。爐子和管子被移到殼的下部,管子向上平行于錐體的下邊緣。一個困難是鍋爐缺乏蒸汽空間,需要一個擴大的圓頂,其容量幾乎與主殼一樣大。發射鍋爐的一個主要優點是其結構簡單,
這些機車及其鍋爐完全失敗了。它們尺寸過小,動力不足,小輪子在不平坦的軌道上容易脫軌,并且(對于xxx個 2-2-2 機車)單個驅動器的附著力有限。盡管在海伍德和他的最小軌距鐵路出版幾年之后,他們幾乎忽略了海伍德的所有原則。鍋爐缺乏蒸發能力,無法支持持續運行。
倫茨鍋爐
1890 年,xxx臺 Heilmann 蒸汽電力機車“La Fusée Electrique”安裝了一個帶有波紋爐的大型發射式鍋爐,稱為 Lentz 鍋爐。鍋爐設計起源于德國。美國使用了類似的鍋爐“范德比爾特”。
蘭開夏和約克郡鐵路
蘭開夏郡和約克郡鐵路遇到了燃燒室支撐的問題,導致 1901 年在諾丁利附近發生 0-8-0 'Class 30' 鍋爐爆炸 他們的首席機械工程師亨利霍伊試圖完全避免燃燒室的問題,因此開發了一種替代鍋爐和火箱。這使用了波紋管式爐和圓柱形外火箱,就像倫茨一樣。這種波紋爐已經在當地廣泛使用,蘭開夏郡棉紡廠的蘭開夏郡和加洛韋固定鍋爐和當地制造商已經有幾種設計可供選擇。爐子也是鋼制的,而不是當時用于火箱的銅。霍伊的參與具有諷刺意味,因為最初事故的主要原因是霍伊發明了一種用于火箱支柱的新型黃銅合金,一種非彈性合金,結果證明有嚴重的缺陷。1903 年重建了一個 30 級 396 型鍋爐,另外還有 20 個用這種鍋爐新建。
在使用中,鍋爐顯示出許多缺點。照明后他們的熱身緩慢,有限的ashpan空間限制了他們遠離棚子的工作時間。這兩者都是由于爐子的加熱區域在很大程度上被橫跨它的爐排所屏蔽。有人建議他們用燃油燃燒會更成功,因為這樣可以使用整個爐子直徑并且可以避免灰燼堆積。
新的鍋爐設計并沒有持續很長時間,機車在十年后用傳統鍋爐進行了改造。霍伊的繼任者喬治休斯在讀給 I. Mech E. 的論文中對這些鍋爐進行了不利的描述。
NZR E級
1906 年的單一 NZR E 級是一種實驗性的沃克蘭復合鉸接式 2-6-6-0T 槌,用于工作 Rimutaka 斜坡。復合鼓勵選擇當時非常高的 200 psi(14 bar;1,400 kPa)鍋爐壓力,這需要強大的燃燒室結構。NZR 首席繪圖員 GA Pearson 在錐形鍋爐中選擇了波紋爐設計,類似于 Vanderbilt。
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