Паровозный котел
Чтобы понять, как происходит парообразование в локомотиве, надо познакомиться с устройством его котла.
Паровозный котел состоит из четырех главных — частей: 1) топки, 2) тела котла, 3) дымовой коробки и 4) пароперегревателя.
Тело котла имеет вид широкой лежачей круглой трубы или, как говорят, имеет цилиндрическую форму. У паровоза, который работает, котел покрыт для лучшего сохранения тепла кожухом из тонких стальных или железных листов — под этой одеждой бывает иногда для утепления изоляция, слой асбеста или особой кошмы (войлока) — вообще материалов, которые плохо проводят тепло, или же между одеждой котла и его стенками оставляется промежуток воздуха, потому что и сухой воздух плохой проводник тепла. Это сделано для того, чтобы котел меньше терял тепла через свои стенки. Если снять с паровозного котла его окрашенную и покрытую лаком одежду, то мы увидим, что котел склепан из довольно толстых изогнутых листов железа или стали и составлен из трех или четырех барабанов, входящих слегка один в другой. Сзади к котлу приклепана стальная же прямоугольная коробка, открытая снизу; это — топочный кожух. Спереди к котлу приклепан более широкий барабан круглой же дымовой коробки, спереди плотно закрытой на винтах большою круглой дверью. Цилиндрическая часть котла спереди отделена от дымовой коробки круглым дном из солидного листа стали. В нем проделано несколько десятков отверстий, расположенных правильными рядами. В верхних рядах отверстия имеют большие размеры, чем в нижних.
В топочный кожух вставлена коробка той же формы, но меньших размеров. Передняя и задняя стенки коробки плоские, эта коробка делается почти всегда из красной меди, которая лучше чем сталь проводит тепло и труднее разрушается огнем. Внизу между стенками кожуха и топочной коробки вводится прямоугольная брусчатая рама, ее называют обвязочным кольцом. К нему наглухо приклепываются стенки топочного кожуха и топочной коробки. Задние стенки кожуха и топочной коробки прорезаны овальным отверстием, которое также имеет обвязочное кольцо, наглухо приклепанное между стенкой кожуха и топки. Это отверстие служит для забрасывания и помешивания топлива и закрывается толстой железной дверкой, открываемой наружу. Передняя стенка топочной коробки, называемая «топочной решеткой», с такими же отверстиями, как и передняя стенка котла, выходящая в дымовую коробку: расположение отверстий, их величина и число и тут и там совершенно одинаковы, в каждое из них вставлено по трубе. Тонкие трубы называют дымогарными, а более широкие жаровыми; концы труб, выходящие в дымовые коробки, «раскатаны», т.-е. особым инструментом на заводе расширены и плотно придавлены в холодном состоянии к краям отверстий в стенках, чтобы не пропускали воды и пара. Между стенками кожуха и топки вставлены для прочности многочисленные болты, называемые связями.
На верху котла над прорезанным ближе к переднему его концу отверстием приклепан колпак — так называемый сухопарник (рис. 5); внутри его находится паровая труба; она верхним своим концом почти доходит до потолка сухопарника, а внизу его изогнута коленом и через стенку колпака выходит наружу, затем изгибается коленом вниз и проникает в дымовую коробку к перегревателю. Верхнее отверстие паровой трубы закрывается клапаном, который приводится в движение от вала, проведенного из колпака внутри котла в будку машиниста. Здесь к валу присоединена рукоятка. Поворачивая рукоятку от себя и к себе, машинист может открывать и прикрывать клапан паровой трубы в сухопарнике и тем самым впускает через паровую трубу пар котла в машину или прекращает доступ его туда. Все это устройство называется регулятором, потому что при его посредстве машинист регулирует ход паровозной машины, т.-е. управляет ею.
Рис. 5. Регулятор «Вара». Клапан регулятора прижимается давлением пара к седлу; если площадь клапана велика — приходится прилагать большую силу, чтобы поднять его. В регуляторе «Вара» это затруднение избегнуто следующим образом: открывая регулятор, мы поднимаем сперва маленький клапан, не оказывающий большого сопротивления. Открытие маленького клапана дает возможность пару проникнуть под клапан регулятора, давления снаружи и снутри уравниваются, и регулятор открывается легко.
Кроме большого сухопарника есть еще второй малый, ближе к будке машиниста. В стенках котла имеются несколько отверстий, наглухо закрытых во время работы котла крышками, припертыми изнутри на винтах; это — так называемые люки для осмотра и очистки внутренности котла. Кроме того для промывки котла есть еще несколько малых отверстий, закрываемых пробками на винтах. Иногда из люков бывает один такого размера, чтобы в него мог пролезть человек. Это «лаз» для осмотра котла внутри, когда он охлажден и выпущена вода. Наконец, в котельных стенках есть отверстия для труб, подводящих воду, и паровых, а также «патрубки» или «штуцера», к которым прилаживаются разные приборы. В верху дымовой коробки сделано отверстие; над ним поставлена дымовая труба. Внизу топки на обвязочном кольце лежит решетка с продольными сквозными щелями; это — «колосники». Под топкой ниже колосников приклепан «зольник», имеющий две дверцы, открываемые и закрываемые из будки машиниста; это — «поддувало», через них в топку поступает необходимый для горения воздух.