Boilers: haystack & wagon-top
…не путать с waggon boiler!
История американского паровозостроения отличается от английской самобытностью и разнообразием конструкций, узлов и компоновок. Первопроходцы сразу нашли оптимальную форму котла, с горизонтальным цилиндрическим барабаном с жаровыми трубами и прямоугольной топкой, и и её хватило её все полтора века прогресса. Самостийные колонисты же начали сборкой практически из подручных материалов, дальше работала божьим промыслом эволюция.
Немалая часть ранних американских паровозов имела взятые явно от переносных осликов вертикальные котлы и вертикальные цилиндры, установленные на простую платформу. Подход, ставший всеобщим уже во времена тепловозов, тогда позволил иметь какой-никакой локомотив занедорого. Впрочем скорее никакой. Вертикальный котёл имеет слишком высокий центр тяжести и ограниченную производительность, вертикальные цилиндры же сильно раскачивают машину и несовместимы с прямым приводом на подрессоренные оси. Цилиндры постепенно стали наклонными, и в итоге (почти) горизонтальными, каковыми и остались до неслучившейся эпохи паромоторов. С котлами же вышло интереснее.
Вертикальный котёл из двух цилиндрических оболочек, внешней и внутренней, соединённых сверху жаровой трубой, посередине окном для топлива и снизу грязевым кольцом, не слишком производителен, не слишком эффективен, зато лёгок, компактен, а главное - прост и дёшев. Ему не нужны многочисленные связи, подвешивающие стенки топки к внешним, чтобы их не смяло внутрь давлением пара, цилиндрическая форма хорошо держит давление и внутри, и снаружи. А вот прямоугольной топке британского паровоза - нужны.
Однако для серьёзной работы такого котла мало. Что делать? Да совместить круглую топку с пучком жаровых труб в горизонтальном барабане! Таким образом получается haystack boiler с вариантами.
:origin()/pre00/e518/th/pre/i/2013/129/e/f/norris_4_2_0_lafayette_by_rlkitterman-d64potc.jpg)
Norris 4-2-0 Lafayette by rlkitterman on DeviantArt
В задней части - вертикальный круглый корпус топки с эпонимическим куполом. Внутри его D-образная в плане топка. Передняя стенка её плоская, из неё выходят жаровые трубы, идущие вперёд по горизонтальному барабану. Во всём котле лишь две плоские детали, стянутые вместо отдельных связей самими трубами. По сравнению с обычным "прямым" котлом тут не надо оставлять почти половину высоты по всей длине для пара. Краткое пояснение: абсолютно необходимо для безопасной работы котла чтобы потолок топки всегда был покрыт водой. Иначе прогорит и взорвётся. Можно заполнить всё сечение барабана трубами, увеличив площадь нагрева относительно объёма котла и массы воды. Пар же собирается в высоком куполе над топкой, заодно в самом горячем месте. Такой котёл несколько сложнее британского (не считая связей!), зато легче и компактнее. При наклонах машины же у воды меньше возможностей уйти в переднюю часть, оголив потолок топки, значит уровень можно безопасно держать ниже.
Схемы с пояснениями мне придётся рисовать самому. Так что пойдут отдельной записью.
Забавно что сперва такой тип котла применили всё равно в Англии. Но в Америке он оказался гораздо популярнее и получил большее развитие.
И не просто развитие. Общая идея именно такого котла стала основой классического типа "Американ", двигавшего весь континент всю вторую половину XIX века. Wagon-top boiler, не путать с "waggon boiler", который примитивный вмазанный в печь котёл в форме слегка скукожившейся буханки хлеба. Топка такого котла уже расширилась до привычной прямоугольной, короткая круглая не справлялась с нужным количеством топлива и воздуха. Купол заменил отдельно приклёпанный колпак-сухопарник. Осталось главное: характерный выраженный переход от широкого и высокого пространства вокруг топки, напоминающего мультяшный фургон, откуда и название, к узкому барабану с жаровыми трубами, идущему к дымовой коробке. Кроме лучшего соотношения площади к объёму, такой котёл давал ещё лучший обзор вперёд, и понижал центр тяжести в разгруженной передней части локомотива 4-4-0.
Со временем и ростом мощности паровозов котлы всё же становились толще, а для размещения большего числа нагревательных трубок изобрели хитрые формы топок, плотнее заполняющие новые широкие барабаны. А над топкой оказалось не лучшее место для забора пара. Хоть он там и самый горячий, но у топки вода кипит интенсивнее всего, даёт пузыри - и брызги! Пар получается гораздо суше если сухопарник перенести примерно на треть котла вперёд. У Американов на картинках на этом месте стоит песочница, и хорошо видны идущие от неё под колёса трубки. Однако у многих паровозов, особенно британских, слегка конической среднюю часть котла делали до самого конца, включая "стандартные" Класс 5 и Класс 7. В России любого строя же эта порочная буржуазная практика не прижилась.
В качестве развлечения и картинки для привлечения внимания оставлю не совсем относящийся к теме германский паровоз под катом.
Для будущих разработок же первоначальная конструкция интересна совмещением компактности вертикального котла с простотой горизонтального. Неплохо подходит для верхней загрузки, позволяет к одной топке приставить несколько барабанов с трубами, не боится крена, и привлекает таки да, хорошей площадью нагрева при небольшом объёме воды и пара.
История американского паровозостроения отличается от английской самобытностью и разнообразием конструкций, узлов и компоновок. Первопроходцы сразу нашли оптимальную форму котла, с горизонтальным цилиндрическим барабаном с жаровыми трубами и прямоугольной топкой, и и её хватило её все полтора века прогресса. Самостийные колонисты же начали сборкой практически из подручных материалов, дальше работала божьим промыслом эволюция.
Немалая часть ранних американских паровозов имела взятые явно от переносных осликов вертикальные котлы и вертикальные цилиндры, установленные на простую платформу. Подход, ставший всеобщим уже во времена тепловозов, тогда позволил иметь какой-никакой локомотив занедорого. Впрочем скорее никакой. Вертикальный котёл имеет слишком высокий центр тяжести и ограниченную производительность, вертикальные цилиндры же сильно раскачивают машину и несовместимы с прямым приводом на подрессоренные оси. Цилиндры постепенно стали наклонными, и в итоге (почти) горизонтальными, каковыми и остались до неслучившейся эпохи паромоторов. С котлами же вышло интереснее.
Вертикальный котёл из двух цилиндрических оболочек, внешней и внутренней, соединённых сверху жаровой трубой, посередине окном для топлива и снизу грязевым кольцом, не слишком производителен, не слишком эффективен, зато лёгок, компактен, а главное - прост и дёшев. Ему не нужны многочисленные связи, подвешивающие стенки топки к внешним, чтобы их не смяло внутрь давлением пара, цилиндрическая форма хорошо держит давление и внутри, и снаружи. А вот прямоугольной топке британского паровоза - нужны.
Однако для серьёзной работы такого котла мало. Что делать? Да совместить круглую топку с пучком жаровых труб в горизонтальном барабане! Таким образом получается haystack boiler с вариантами.
Norris 4-2-0 Lafayette by rlkitterman on DeviantArt
В задней части - вертикальный круглый корпус топки с эпонимическим куполом. Внутри его D-образная в плане топка. Передняя стенка её плоская, из неё выходят жаровые трубы, идущие вперёд по горизонтальному барабану. Во всём котле лишь две плоские детали, стянутые вместо отдельных связей самими трубами. По сравнению с обычным "прямым" котлом тут не надо оставлять почти половину высоты по всей длине для пара. Краткое пояснение: абсолютно необходимо для безопасной работы котла чтобы потолок топки всегда был покрыт водой. Иначе прогорит и взорвётся. Можно заполнить всё сечение барабана трубами, увеличив площадь нагрева относительно объёма котла и массы воды. Пар же собирается в высоком куполе над топкой, заодно в самом горячем месте. Такой котёл несколько сложнее британского (не считая связей!), зато легче и компактнее. При наклонах машины же у воды меньше возможностей уйти в переднюю часть, оголив потолок топки, значит уровень можно безопасно держать ниже.
Схемы с пояснениями мне придётся рисовать самому. Так что пойдут отдельной записью.
Забавно что сперва такой тип котла применили всё равно в Англии. Но в Америке он оказался гораздо популярнее и получил большее развитие.
И не просто развитие. Общая идея именно такого котла стала основой классического типа "Американ", двигавшего весь континент всю вторую половину XIX века. Wagon-top boiler, не путать с "waggon boiler", который примитивный вмазанный в печь котёл в форме слегка скукожившейся буханки хлеба. Топка такого котла уже расширилась до привычной прямоугольной, короткая круглая не справлялась с нужным количеством топлива и воздуха. Купол заменил отдельно приклёпанный колпак-сухопарник. Осталось главное: характерный выраженный переход от широкого и высокого пространства вокруг топки, напоминающего мультяшный фургон, откуда и название, к узкому барабану с жаровыми трубами, идущему к дымовой коробке. Кроме лучшего соотношения площади к объёму, такой котёл давал ещё лучший обзор вперёд, и понижал центр тяжести в разгруженной передней части локомотива 4-4-0.
Со временем и ростом мощности паровозов котлы всё же становились толще, а для размещения большего числа нагревательных трубок изобрели хитрые формы топок, плотнее заполняющие новые широкие барабаны. А над топкой оказалось не лучшее место для забора пара. Хоть он там и самый горячий, но у топки вода кипит интенсивнее всего, даёт пузыри - и брызги! Пар получается гораздо суше если сухопарник перенести примерно на треть котла вперёд. У Американов на картинках на этом месте стоит песочница, и хорошо видны идущие от неё под колёса трубки. Однако у многих паровозов, особенно британских, слегка конической среднюю часть котла делали до самого конца, включая "стандартные" Класс 5 и Класс 7. В России любого строя же эта порочная буржуазная практика не прижилась.
В качестве развлечения и картинки для привлечения внимания оставлю не совсем относящийся к теме германский паровоз под катом.
Для будущих разработок же первоначальная конструкция интересна совмещением компактности вертикального котла с простотой горизонтального. Неплохо подходит для верхней загрузки, позволяет к одной топке приставить несколько барабанов с трубами, не боится крена, и привлекает таки да, хорошей площадью нагрева при небольшом объёме воды и пара.