Булоктық камера: Бу локомотивтерінің маңызды бөлігі
Smokebox
Булочник локомотивтеріндегі түтін камерасы – бу қазандығының маңызды бөлігі. Газдарды шығарып, отты жақсы күйдіруге көмектеседі. Локомотивтердегі рөлі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Темекі тартпасы – бу локомотивінің түтін шығару жүйесінің негізгі бөліктерінің бірі. Түтін мен ыстық газдар оттықтан құбырлар арқылы өтеді, онда олар қазандықтағы суға жылу береді. Содан кейін түтін темекі тартпасына еніп, қысқа түтік (немесе воронка) арқылы атмосфераға шығарылады. Алғашқы локомотивтерде темекі тартпасы болмаған және отқа табиғи тартым күшін қамтамасыз ету үшін ұзын түтікке сүйенген, бірақ темекі тартпалары жақын арада екі нақты себеппен конструкцияға енгізілді. Біріншіден, ең маңыздысы, цилиндрлерден шығатын будың ауа өткізбейтін темекі тартпасы арқылы жоғары бағытталуы, тиісті конструкциядағы бу шығару соплосымен бірге, қазандық құбырлары мен түтіктер арқылы ыстық газдарды, содан кейін оттыққа таза жану ауасын тиімді түрде тартады. Екіншіден, темекі тартпасы қазандық құбырлары арқылы сорылатын күл мен қалдықтардың ("көмірдің") жиналу орны болып табылады, оларды жұмыс күні аяқталғаннан кейін оңай тазалауға болады. Темекі тартпасы болмаса, барлық қалдықтар түтік арқылы өтуі керек, әйтпесе олар түтіктерде жиналып, біртіндеп оларды бітеді. Темекі тартпасы қазандықтың алға қарай созылған бөлігі сияқты көрінеді, бірақ онда су жоқ және ол жеке компонент болып табылады. Темекі тартпалары әдетте бұрандаланған немесе дәнекерленген болаттан жасалады, ал едені ыстық қалдықтар мен қышқыл немесе жаңбырдан қорғау үшін бетонмен қапталады.
A smokebox is one of the major basic parts of a steam locomotive exhaust system. Smoke and hot gases pass from the firebox through tubes where they pass heat to the surrounding water in the boiler. The smoke then enters the smokebox, and is exhausted to the atmosphere through the chimney (or funnel). Early locomotives had no smokebox and relied on a long chimney to provide natural draught for the fire but smokeboxes were soon included in the design for two specific reasons. Firstly and most importantly, the blast of exhaust steam from the cylinders, when directed upwards through an airtight smokebox with an appropriate design of exhaust nozzle, effectively draws hot gases through the boiler tubes and flues and, consequently, fresh combustion air into the firebox. Secondly, the smokebox provides a convenient collection point for ash and cinders ("char") drawn through the boiler tubes, which can be easily cleaned out at the end of a working day. Without a smokebox, all char must pass up the chimney or it will collect in the tubes and flues themselves, gradually blocking them. The smokebox appears to be a forward extension of the boiler although it contains no water and is a separate component. Smokeboxes are usually made from riveted or welded steel plate and the floor is lined with concrete to protect the steel from hot char and acid or from a rainwater attack.
Жарық
Түтін мен ыстық газдардың өтуіне көмектесу үшін көбінесе үрлегіш пайдаланылады. Бұл – кішкентай тесіктері бар сақинамен аяқталатын құбыр, ол будың "сақина тәрізді" ағындарын жасайды. Бу түтінді сыртқа итеріп, газдарды түтіктер арқылы тартады. Бұл өз кезегінде, ауаны тор және оттық арқылы сорып алады, нәтижесінде от қаттырақ жанады.
To assist the passage of the smoke and hot gases, a blower is often used. This is a pipe ending in a ring containing pin sized holes, which creates a "ring" of steam jets. The steam forces out the smoke and draws further gases through the tubes. This in turn causes air to be drawn through the grate and firehole, making the fire burn hotter.
Жарылыс құбыры
Локомотив қозғалған кезде, түтін буы түтін камерасында орналасқан жарылыс құбыры арқылы өтеді. Бу шығып кететін түтік арқылы шығарылады, соның нәтижесінде отты қайтадан жаққандай болады. Жарылыс құбыры осы ерекше "чұф-чұф" дыбысын тудырады. Жарылыс құбыры мен түтіктің өлшемдері локомотивтің бу шығару қабілетіне және отынның үнемді пайдаланылуына өте маңызды, себебі отқа күшті соққы беретін жоғары жылдамдықты бу ағыны мен шығарылатын будың кері қысымы арасында белгілі бір шарттылық бар. Осы "алдыңғы бөліктің" шағын өзгерістері де айқын әсер ете алады. Кильчап, Лемпор және Гиесл сияқты күрделі конструкциялар қарапайым жарылыс құбыры мен түтік жүйесінен гөрі жақсы нәтижелер бере алады.
When the locomotive is in motion, exhaust steam passes through the blastpipe, which is located within the smokebox. The steam is ejected through the chimney, again drawing the fire. The blastpipe is what produces the characteristic "chuff" sound. The dimensions of the blastpipe and chimney are critical to the steam generating capacity of the locomotive and its fuel economy, since there is a natural trade off between a high velocity steam jet giving a strong draw on the fire, and back pressure on the exhaust. Small changes to this "front end" design can have a dramatic impact. More complex exhaust designs such as Kylchap, Lempor and Giesl, can achieve better results than the simple blastpipe and chimney arrangement.
Түтін тартпасының есігі
Түтіндегі күл мен қара күйе көбінесе түтін жинағышқа жиналады. Түтін жинағыштың алдыңғы жағында есігі бар, ол әр локомотивтің жұмыс күні аяғында осы шөгінділерді тазалау үшін ашылады. Ауаның сыртқа шығуына жол бермеу үшін тұтқаны толықтай бекіту қажет, себебі бұл отты жаққандағы ауаны азайтады және түтін жинағыштың түбіндегі жанбаған көмірдің тұтанбауына себеп болуы мүмкін. Кейбір түтін жинағыш есіктерінде дөңгелек пішіндес бір тұтқа болады; көптеген британдық локомотивтерде, әсіресе GWR және BR Standard типтерінде, сағат тіліне ұқсас жұп тұтқалар орналасқан; басқа да конструкциялар да бар. Жұп тұтқалы түрде есіктің ішкі жағында түтін жинағыштың бойымен көлденең табан бар, оның ішіндегі тесік 12 немесе 6 сағатта ішкі тұтқаға бекітілген "ұштық" арқылы бекітіледі; сыртқы тұтқа ішкі тұтқаны құлыптау үшін қолданылады. Midland Railway және LMS есіктің шеңберіне жеке қысқыштарды қолданды, бұл оларға тән түтін жинағыштың нөмірлік тақтасын есіктің ортасына орналастыруға мүмкіндік берді. Көптеген бу машиналарында түтін жинағыштың корпусына жалғау алдыңғы дөңгелекті тіреуге арналған подшипник орналасқан. Орынның шектеулі болуына байланысты, мұндай дөңгелектерде дөңгелек түтін жинағыш есігінің орнына төмен түсетін қақпақ болады.
Ashes and soot that may be present in the smoke are often deposited in the smokebox. The front of the smokebox has a door, which is opened to remove these deposits at the end of each locomotive's working day. The handle(s) must be tightened fully to prevent air leaks, which would reduce the draw on the fire and could also allow any unburnt char at the bottom of the smokebox to catch fire there. Some smokebox doors have a single handle in the form of a wheel; many British built locomotives, notably GWR and BR Standard types, have a pair of smokebox door handles resembling the hands of a clock; other designs also exist. The type with a pair of handles has a horizontal bar across the smokebox inside the door, a hole in which is engaged by a "dart" attached to the inner of the two handles when it is at 12 o'clock or 6 o'clock; the outer handle is used to lock the inner one. The Midland Railway and LMS notably used separate clamps around the circumference of the door, which allowed their characteristic smokebox number plate to be centrally located on the door. On many steamrollers an extension to the body of the smokebox also houses the bearing which supports the front roller. Due to limitations of space, these rollers usually have a drop down flap instead of a circular smokebox door.
Бу құбырлары
Түтін қорабында реттегіштен (немесе суперлифтерден) негізгі бу құбырлары орналасқан, олардың әрқайсысы цилиндр корпусының бөлігі болып табылатын клапандық камераға дейін жетеді. Бұл құбырлар цилиндрмен жалғасу үшін түтін қорабының қабырғасы арқылы өтуі (сыртқы бу құбырлары) немесе түтін қорабының ішінде қалуы (ішкі бу құбырлары) мүмкін. Ішкі бу құбырларына жылу оқшаулау қажет емес, себебі түтін қорабы оларды жылы ұстайды, ал сыртқы бу құбырлары көбінесе цилиндрлері рамадан тыс орналасқан локомотивтерде қолданылады. Кейбір локомотивтер түрлері партия құрылған мерзіміне байланысты екі типті де пайдаланған (мысалы, LNER V2 класы).
The smokebox incorporates the main steam pipes from the regulator (or superheater header), one leading to each valve chest, a part of the cylinder casting. These pipes may pass through the smokebox wall to join with the cylinder (outside steam pipes) or may stay within the profile of the smokebox (inside steam pipes). Inside steam pipes do not require lagging as the smokebox keeps them warm, but outside steam pipes are more common for locomotives with cylinders outside the frames. Some locomotive classes used both types depending on the date the batch was constructed (e. g. LNER Class V2).
Келесіге ауысу
Жылу шығындарының маңызы аз болғандықтан, түтін қорабы көбінесе оқшауланбайды. Көп жағдайларда, дайын локомотивте ол қазандықпен бірдей диаметрлі болып көрінеді, бірақ бұл қазандықтың сыртқы қаптамасының есесінен; қазандық ішкі жағынан тар. Танк локомотивтерінде су бактары көбінесе оқшауланбаған түтін қорабына жетпейтін еді, әйтпесе судың температурасы инжекторлардың жұмысын бұзуы мүмкін еді.
Because heat losses are of little consequence, the smokebox is not usually lagged. In most cases it appears to be the same diameter as the boiler in the finished locomotive but this is only because of the boiler cladding; the boiler is narrower. Tank engines usually had their water tanks stop short of the unlagged smokebox, as otherwise the temperature of the water could rise sufficiently to cause problems with the injectors.
Өзін-өзі тазалайтын түтін қорабы
Британдық теміржолдарының стандартты локомотивтері осы конструкцияны пайдаланады, онда берік торлы торы түтін қорабына енгізіліп, алдыңғы түтікше тақтасы мен шығару құрылғысы арасында сүзгі қызметін атқарады. Қазандық құбырларынан өтетін ірі көмір кесектері торға соқтығысқанда ұсатылып, түтін қорабының түбінде жиналмай, түтін түтігіне тартылады. Бұл түтін қорабын тазалау қажеттілігін жоққа шығармайды, бірақ жұмыс көлемін азайтады. Ең қолайлы жағдайда, түтін қорабын тазалау қазандықты жуғаннан кейін, әдетте екі апта сайын қажет болады.
British Railways standard classes use this design, where a robust mesh grille is incorporated into the smokebox, forming a filter between the front tubeplate and the exhaust. Any large pieces of char passing through the boiler tubes tend to be broken up on impact with the mesh, creating finer particles that are swept up into the chimney instead of accumulating in the bottom of the smokebox. This does not negate the need to clean out the smokebox but reduces the amount of work that has to be done. In the best case scenario, smokebox cleaning would be necessary only between boiler washouts, typically at intervals of two weeks.
Локомотивтің орналасуы
Булы локомотивтің классикалық құрылымында локомотивтің алдында түтін қорабы мен түтік орналасқан, осылай жүру кезінде "түтін қорабынан бастап" саяхаттау деп аталады. Кейбір конструкциялар, экипажға қарай шығатын газдардың (улану және нашар көріну сияқты) тудыратын проблемаларын болдырмау үшін құрылымын кері бұрды; мұндай локомотивтер "кабина алдындағы" локомотивтер деп аталды.
The classic layout of a steam locomotive has the smokebox and chimney at the front of the locomotive, referred to as traveling "smokebox first". Some designs reversed the layout to avoid problems (asphyxiation and poor visibility) caused by having the exhaust blowing back onto the crew; these were called cab forward locomotives.
Шабытқышты тоқтату
Түтін қорапшасына көбінесе ұсқын тоқтағыш орнатылады. Ол жарылыс түтігінің жоғарғы жағынан қызыл түтіктің төменгі жағына дейін созылатын цилиндрлі тор түрінде болуы мүмкін. Ұсқын тоқтағыштардың мақсаты – аса ірі, ыстық күлдің сыртқы ортаға, өрт қаупі бар жерлерге таралуын болдырмау. Осы себепті, ұсқын тоқтағыштар көбінесе құрғақ аймақтарда жүретін локомотивтерге орнатылады. Оларды кейбір локомотивтерге орнатылған сыртқы ұсқын тоқтағыштармен шатастырмау керек. Ұсқын тоқтағыштың болуы термодинамикалық әсерге алып келуі мүмкін, ол отқа ауа ағынын өзгертіп, жалпы қуатты төмендетуі мүмкін. Сондықтан оларды қолдану мәселелі болуы мүмкін.
A spark arrester is often installed within the smokebox. This may take the form of a cylindrical mesh running from the top of the blast pipe to the bottom of the chimney. Spark arresters are to prevent excessively large fragments of hot ash from being exhausted into the environment where they may pose a fire risk. For this reason, spark arresters are generally installed on locomotives running through dry environments. They should not be confused with the external spark arrestors fitted to some locomotives. The presence of a spark arrester may have a thermodynamic effect, distorting the draw of air over the fire and thereby reducing total power output. Thus their use can be contentious.