Введение

Дымник является одной из основных частей выхлопной системы паровоза. Дым и горячие газы проходят из топки через трубы, где передают тепло окружающей воде в котле. Затем дым попадает в дымовую коробку и выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу (или воронку). Ранние локомотивы не имели дымовых коробок и полагались на длинную дымовую трубу для обеспечения естественной тяги, но дымовые коробки вскоре стали включать в конструкцию по двум конкретным причинам. Во-первых, и это самое важное, реактивная струя выхлопного пара из цилиндров, направленная вверх через герметичную дымовую коробку с соответствующей конструкцией сопла, эффективно вытягивает горячие газы через котловые трубы и дымогарники и, следовательно, свежий воздух для горения в топку. Во-вторых, дымовая коробка обеспечивает удобное место для сбора золы и угля ("char"), проходящих через котловые трубы, которые можно легко очистить в конце рабочей смены. Без дымовой коробки весь уголь должен подниматься по дымовой трубе, иначе он будет накапливаться в трубах и дымогарниках, постепенно забивая их. Дымовая коробка выглядит как переднее продолжение котла, хотя она не содержит воды и является отдельным компонентом. Дымовые коробки обычно изготавливаются из клепаных или сварных стальных листов, а пол облицован бетоном для защиты стали от горячего угля, кислоты или воздействия дождевой воды.

Вентилятор

Чтобы облегчить прохождение дыма и горячих газов, часто используется нагнетатель. Это труба, заканчивающаяся кольцом с отверстиями размером с булавочную иглу, которое создает "кольцо" струй пара. Пар выталкивает дым и затягивает дополнительные газы в трубы. Это, в свою очередь, заставляет воздух поступать через колосниковую решетку и топочную дверцу, что усиливает горение.

Выхлопная труба

Когда локомотив находится в движении, отработанный пар проходит через сопло (взрывную трубу), расположенное внутри дымовой коробки. Пар выбрасывается через дымовую трубу, тем самым усиливая тягу в топке. Именно сопло является источником характерного звука "чуф-чуф". Размеры сопла и дымовой трубы критически важны для паропроизводительности локомотива и его экономичности, поскольку существует компромисс между высокой скоростью струи пара, обеспечивающей сильную тягу, и встречным давлением на выхлоп. Даже незначительные изменения в конструкции передней части локомотива могут оказать существенное влияние. Более сложные системы выпуска отработанных газов, такие как Kylchap, Lempor и Giesl, могут обеспечить лучшие результаты, чем простая конструкция сопла и дымовой трубы.

Дверь для дымовой коробки

Пепел и сажа, содержащиеся в дыме, часто откладываются в дымовой коробке. Передняя часть дымовой коробки снабжена дверью, которая открывается для удаления этих отложений в конце каждой смены локомотива. Ручка (или ручки) должны быть полностью затянуты, чтобы предотвратить утечку воздуха, которая снизит тягу и может привести к возгоранию несгоревшего угля на дне дымовой коробки. Некоторые двери дымовых ящиков имеют единственную ручку в виде колеса; многие локомотивы британского производства, в особенности GWR и BR Standard, оснащены парой ручек двери дымовой коробки, напоминающих стрелки часов; существуют и другие конструкции. В конструкции с парой ручек имеется горизонтальная перекладина внутри двери, в которой предусмотрено отверстие, в которое входит "штырь", прикрепленный к внутренней ручке, когда она находится в положении "12 часов" или "6 часов"; наружная ручка используется для фиксации внутренней. Midland Railway и LMS использовали отдельные зажимы по периметру двери, что позволяло центрально разместить на двери их фирменный номерной знак дымовой коробки. На многих паровых катках удлинение корпуса дымовой коробки также служит опорой для подшипника переднего вала. Из-за ограниченного пространства эти катки обычно имеют откидную крышку вместо круглой двери дымовой коробки.

Паропроводы

В дымовую коробку входят основные паровые трубы от регулятора (или головки перегревателя), по одной к каждой парораспределительной коробке, являющейся частью отливки цилиндра. Эти трубы могут проходить сквозь стенку дымовой коробки, соединяясь с цилиндром (внешние паропроводы), либо оставаться внутри контура дымовой коробки (внутренние паропроводы). Внутренние паропроводы не нуждаются в теплоизоляции, так как дымовая коробка поддерживает их температуру, однако внешние паропроводы чаще встречаются на локомотивах с цилиндрами, расположенными вне рамы. Некоторые серии локомотивов использовали оба типа в зависимости от даты выпуска партии (например, серия LNER Class V2).

Отставание

Поскольку тепловые потери несущественны, дымовая коробка обычно не изолируется. В большинстве случаев она кажется имеющей тот же диаметр, что и котел в готовом локомотиве, но это лишь из-за внешней обшивки котла; сам котел уже. В паровозах с тендером водяные баки обычно заканчивались до необолоченной дымовой коробки, чтобы избежать повышения температуры воды до уровня, способного вызвать проблемы с инжекторами.

Самоочищающаяся дымовая коробка

Стандартные локомотивы British Railways используют эту конструкцию, в которой прочная сетчатая решетка встроена в дымовую коробку, образуя фильтр между передней трубной доской и выхлопным отверстием. Крупные куски шлака, проходящие через трубы котла, как правило, дробятся при ударе о решетку, образуя более мелкие частицы, которые поднимаются в дымовую трубу, а не накапливаются на дне дымовой коробки. Это не отменяет необходимости очистки дымовой коробки, но снижает объем требуемых работ. В идеальном случае очистка дымовой коробки потребовалась бы только между промывками котла, обычно с интервалом в две недели.

Размещение локомотива

Классическая компоновка паровоза предусматривает размещение дымовой коробки и дымохода в передней части локомотива, при движении которого говорят, что он идёт "дымной коробкой вперёд". В некоторых конструкциях компоновка была изменена на обратную, чтобы избежать проблем (удушья и плохой видимости), вызванных попаданием выхлопных газов на бригаду; такие локомотивы назывались локомотивами с кабиной впереди.

Защитник искр

В дымовой коробке часто устанавливается искрогаситель. Он может представлять собой цилиндрическую сетку, идущую от верхней части сопла паровой струи до основания дымовой трубы. Искрогасители предназначены для предотвращения выброса крупных, раскаленных частиц золы в окружающую среду, где они могут создать пожароопасную ситуацию. По этой причине искрогасители обычно устанавливают на локомотивы, работающие в засушливых районах. Их не следует путать с внешними искрогасителями, устанавливаемыми на некоторых локомотивах. Наличие искрогасителя может оказывать термодинамическое воздействие, изменяя тягу воздуха через топку и, тем самым, снижая общую мощность. Поэтому их применение может вызывать споры.