삼드럼 보일러

Three-drum boiler
3드럼 보일러, 케이스 제거

3드럼 보일러는 증기를 발생시키는 데 사용되는 수관 보일러의 한 종류로, 일반적으로 선박에 전력을 공급하기 위해 사용됩니다.소형이며 높은 증발력을 가지며 이러한 사용을 장려하는 요인입니다.부피가 더 크긴 하지만 다른 보일러 설계가 더 효율적일 수 있습니다. 따라서 3드럼 패턴은 육지 기반 고정식 보일러로는 드물었습니다.

스리드럼 디자인의 기본 특징은 두 개의 물통 위에 스팀 드럼을 삼각형으로 배치한 것이다.물 튜브가 드럼 사이에 있는 삼각형의 양면을 채우고 있으며, 용해로는 중앙에 있습니다.그런 다음 전체 어셈블리가 케이스에 둘러싸여 배기 연도까지 이어집니다.

발화는 석탄이나 석유에 의해 이루어질 수 있다.많은 석탄 연소 보일러는 종종 양 끝에서 여러 개의 화기 및 스토커 팀을 사용했습니다.

발전

Yarrow 보일러 3기
케이스가 제거된 Yarrow 보일러
영국 해군 선원이 리본 브러시로 선박 보일러 내부의 수관을 청소하고 있다.c.1939-1945

3드럼 보일러의 개발은 19세기 후반, 고출력과 소형 보일러를 필요로 하는 해군 함정의 수요로 시작되었다.Babcock & Wilcox 또는 Belleville과 같은 디자인으로 수도관 보일러로의 이동이 이미 시작되었다.3드럼 배열은 동일한 [1]전력에 비해 더 가볍고 더 콤팩트했습니다.

새로운 세대의 "작은 튜브" 수관 보일러는 직경 약 5cm의 수관을 사용했는데, 이는 3인치나 4인치의 이전 디자인과 비교된다.이를 통해 튜브 용적에 대한 튜브 표면 가열 면적의 비율이 더 높아져 증기 속도가 더 빨라졌습니다.이러한 작은 튜브 보일러는 "익스프레스" 보일러로도 알려지게 되었다.비록 이 모든 것이 3드럼 디자인(특히 손니크로프트)은 아니었지만, 대부분은 이것의 일부 변형이었다.3드럼의 튜브는 수직에 가깝기 때문에(Babcock 및 Wilcox에 비해) 서모사이폰 효과에 의한 순환을 촉진하여 찜질을 더욱 촉진합니다.

3드럼 패턴의 개발은 일반적으로 복잡성이나 정교함을 증가시키기보다는 단순화를 위한 것이었다.최초의 보일러는 넓은 난방 공간을 콤팩트한 부피로 채웠으나, 제조, 특히 선내 유지보수에 어려움이 있었습니다.

튜브

뒤 템플과 노르망드 같은 초기 디자인의 난관들이 가장 먼저 사용되었습니다.여러 줄의 튜브 뱅크는 이러한 복잡함 없이 적절한 난방 공간을 제공할 수 있습니다.튜브 또한 청소가 용이하도록 더 곧게 펴졌다.Yarrow는 스트레이트 튜브가 팽창에 아무런 문제를 일으키지 않는다는 것을 증명했지만, 원형 드럼과 수직 튜브 입구는 모두 긴 사용 수명을 위한 중요한 특징이었다.튜브가 비스듬히 드럼에 들어가면 가열과 냉각이 튜브를 앞뒤로 구부리는 경향이 있어 누출로 이어졌습니다.수직 입구는 신뢰할 수 있는 씰을 위해 튜브를 확장하고 이러한 측면 응력을 피하는 것이 더 쉬웠습니다.이 두 가지 특징을 유지하기 위해 Adminalty 보일러의 구부러진 튜브 끝을 절충할 가치가 있었고, 이 튜브는 여전히 쉽게 [2]청소할 수 있을 정도로 모양이 단순했습니다.

최초의 보일러 튜브, 특히 날카로운 모서리가 있는 두 사원은 내부적으로 비늘을 청소할 수 없었습니다.튜브는 나중에 힌지 로드를 통과시켜 브러시로 끝을 청소했습니다.곡선 튜브 설계의 경우, 종종 튜브의 일부에만 도달할 수 있었습니다.또 다른 방법은 튜브가 처음 수평 또는 위쪽으로 이동했던 손니크로프트와 같은 보일러에서는 불가능했지만, 위에서부터 브러시를 잡아당겨 튜브를 아래로 통과시키는 것이었습니다.최종적인 방법은 압축 공기를 사용하여 드럼통에서 다른 드럼통으로 발사되는 '총알' 브러시를 사용하는 것이었습니다.각 튜브에 하나씩 브러시 세트를 사용했으며,[2] 튜브를 막으면서 남겨진 브러시가 없는지 확인하기 위해 브러시를 신중하게 번호를 매기고 세어 보았습니다.

다운커머

Yarrow의 실험에서 가열된 튜브만 순환할 수 있다는 것이 증명된 후에도 대부분의 설계에서는 별도의 다운코머가 사용되었습니다.다시, Adminalty 보일러(다운커머를 생략)는 필요한 온도 차이를 촉진하기 위해 튜브 뱅크 안에 과열기를 배치하는 이 접근법의 정점이었다.

용광로

애드미럴티 보일러는 보통 야로호의 직접적인 진화로 간주되지만, 화이트 포스터호도 영향을 미쳤는데, 아마도 영국 해군이 많은 수의 보일러를 사용했기 때문일 것이다.원형 물통 및 용광로 바닥 위로 솟아오른 물통은 화이트 포스터(White-Porster)의 특징입니다.첫 번째는 홈의 위험을 줄이고, 후자는 오일 소성 시 적합합니다.

종류들

듀템플 보일러

뒤 사원은 [1]1876년에 특허를 받은 초기 해군 수관 보일러였다.그것은 프랑스의 Félix du Temple에 의해 발명되었고 영국 해군의 어뢰포에서 [3]시험되었다.수관은 구불구불하고 둑에 4열로 배치하고 직각이 날카로운 [3]S자형으로 구부러졌다.이로 인해 넓은 튜브 가열 영역이 작은 부피로 채워졌지만 튜브 청소는 실용적이지 않았습니다.드럼은 원통형이었고 수직 튜브 입구와 외부 하강관이 그 사이에 있었다.

화이트포스터 보일러

화이트 포스터는 단순한 구조였고 튜브는 완만한 곡률만을 가지고 있었다.이는 대형 증기 [4]드럼 끝에 있는 맨홀을 통해 작업하면서 현장에서 교체할 수 있도록 하기에 충분했습니다.각 튜브는 증기 드럼을 통해 추출할 수 있을 정도로 충분히 구부러져 있었지만, 접근을 위해 다른 튜브를 분리할 필요 없이 튜브 뱅크에서 하나의 튜브를 교체할 수 있을 만큼 충분히 직선적이었다.이것은 화이트 포스터의 많은 특징들 중 하나로 해군에서 신뢰할 수 있고 유지보수가 용이하도록 하기 위한 것이었다.이 튜브는 직경이 특히 작아서 2.5cm에 불과했으며, 특히 수가 많아 [4]일부 보일러에 총 3,744개가 사용되었습니다.튜브는 각각 다른 길이의 튜브가 필요한 뱅크에 24열로 배열되어 있으며 드럼당 78열로 배열되어 있습니다.모든 튜브가 동일한 반지름으로 구부러져 있어 기내에서 수리 및 교체가 용이했지만, 제조 시 드럼의 튜브 구멍을 지그의 정확한 각도로 리밍해야 했습니다.이 작은 튜브 직경은 높은 가열 표면을 제공했지만, 아마도 너무 높았을 것입니다. 표면 대 부피의 비율이 과도해지고 튜브 뱅크를 통과하는 가스 흐름이 영향을 받아 보일러로는 버너가 [4]불량하다는 평을 받았습니다.

다운커머는 일반적인 2개의 큰 파이프 또는 4개의 작은 4인치(10cm) 튜브를 각 드럼에 배치하는 특이한 배치로 사용되었습니다.이는 선상에서 군함을 사용할 때 손상 후 생존성을 높이기 위한 기능이었다.보일러는 손상된 다운코머 튜브를 막으면 계속 가동될 수 있습니다.

진흙 드럼은 강철 거더 스툴에서 용해로 바닥 위로 올라갔기 때문에 연소에 사용할 수 있는 용해로 부피가 증가했습니다.이 기능은 이 시기에 군함에 대한 혁신인 석유 연소 사용을 장려하기 위한 것이었다.화이트 포스터의 일반적인 모양은 이후의 애드미럴티 패턴과 유사합니다.솟아오른 진흙 드럼통이나 튜브 모양 등의 특징이 영향을 [5]미쳤다.

화이트 포스터 보일러는 1906년부터 영국 해군에 경순양함과 [5]어뢰정 구축함을 위해 도입되었다.

노르만드 보일러

노르만드 보일러

노르망 보일러는 르아브르에 있는 프랑스 노르망 조선소에 의해 개발되었다.그것은 몇몇 나라들, 특히 프랑스, 러시아, 영국, 미국의 해군에 의해 사용되었다.1896년, 영국 해군은 26척의 보트에 그것들을 설치했는데, 이는 다른 어떤 수관 [6]설계보다 더 많은 것이다.

Normand 보일러의 초기 설계는 Du Temple의 개발로, 튜브의 날카로운 모서리가 매끄러운 방사형 곡선으로 대체되었지만 여전히 [7]S자형을 유지하고 있습니다.

노먼드의 설계는 격자 [8]면적에 대해 특히 큰 가열 면적(튜브 표면적)을 제공했습니다.이것의 비용은 튜브들의 밀집된 둥지였고, 그곳에서 각각의 튜브들은 서로 다르고 복잡한 모양으로 구부러졌다.튜브의 끝부분이 원통형 드럼에 수직으로 들어가 밀봉이 용이합니다.이 모든 튜브에 필요한 공간은 증기 드럼의 전체 절반을 채웠고, 건조 증기를 모을 수 있는 큰 드럼과 별도의 증기 돔이 필요했습니다.외부 보일러 케이스는 보통 이 돔을 둘러싸는 한쪽 끝에서 연도 흡입구로 들어갔습니다.드럼통의 끝은 반구형의 돔 형태로 케이스 밖으로 뻗어 있었다.케이스 외부의 차가운 하강기들은 이 드럼통을 연결시켜 차가운 물의 순환을 위한 경로를 제공했습니다.

더 발전된 것은 노르만드-시가우디로, 두 개의 노르만드 보일러가 대형 [9]선박에서 사용하기 위해 서로 연결되었다.이것은 효과적으로 양쪽 끝에서 발사될 수 있는 (나중에 야로우에서 흔히 볼 수 있는) 양단 노먼드를 주었다.

리드 보일러

리드 보일러
주요 기사:리드 수관 보일러

리드 보일러는 자로의 팜퍼스에 의해 사용되었다.그것은 원통형 드럼통에 수직으로 들어가는 다운커머와 곡선 튜브가 있는 노르만드와 비슷했다.

손니크로프트 보일러

손니크로프트 보일러

Thornycroft 보일러는 일반적인 중앙 용해로를 두 개로 나누는 변형입니다.중앙에는 수직으로 메인 드럼 2개(증기 드럼과 물 드럼)가 있으며, 용해로 바깥쪽 가장자리에는 윙 드럼 2개가 있습니다.이 설계는 초기에 수벽로를 사용한 것으로 두드러졌습니다.튜브의 바깥쪽 둑은 얕았고, 단지 두 줄의 튜브로 구성되어 있었다.이 열들은 가까이 떨어져 있어서 튜브들이 가스 흐름 없이 단단한 벽을 형성했습니다.내부 튜브 뱅크도 비슷했습니다. 용해로에 가장 가까운 두 줄의 튜브가 유사한 수벽을 형성했습니다.이들 관은 밑부분이 갈라져 있어 [10]가스 흐름을 위한 공간을 마련했다.튜브 뱅크 내에서 가스 흐름은 대부분 튜브와 평행하며, 일부 초기 설계와 유사하지만 이후 3드럼 보일러의 교차 흐름 설계와는 다릅니다.배기가스는 중앙 드럼 상부의 하트모양으로 나와 후벽을 [11]통해 깔때기로 빠져나갔다.

스팀 드럼은 수직 튜브 입구가 있는 원형입니다.튜브의 끝부분은 드럼의 상당한 둘레에 걸쳐 있어 상부 튜브가 수면 위로 진입하도록 되어 있습니다.따라서 이러한 튜브는 '비흡입'[10] 튜브입니다.

상부 및 하부 중앙 드럼은 다운커머에 의해 연결되어 있습니다.특이하게 보일러 내부에 있으며, 배기 가스에 의해 강하게 가열되지는 않지만 가열됩니다.이러한 튜브는 보일러 중심선에 여러 개의 (8 또는 9) 4인치(10cm) 수직 튜브로 형성됩니다.열팽창에 [10][11]대해 약간의 유연성을 주기 위해 얕은 S자 형태로 형성되어 있습니다.소형 윙 드럼은 보일러 후면 케이스 외부에 있는 대형 외부 파이프에 의해 하부 중앙 드럼에만 연결됩니다.

1893년 Thornycroft가 만든 구축함 HMS Darling에 초기에 사용되었기 때문에, 이 디자인은 'Daring'[11] 보일러로 알려지게 되었다.

이 보일러의 작은 단면 버전도 [11]발사를 위해 제작되었습니다.이것의 첫 번째 작은 버전은 또한 날개 드럼, 물 벽 튜브가 직각으로 구부러져 중앙 물 드럼으로 돌아가는 것, 그리고 [11]불을 지탱하기 위한 격자를 형성합니다.

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토르니크로프트 슐츠 보일러

토르니크로프트 슐츠 보일러

이후의 디자인인 Thornycroft-Schulz 패턴은 바깥쪽 날개를 더 중요하게 만들었다.튜브의 수가 증가하여 가열 표면의 대부분이자 배기가스의 주 가스 경로가 되었습니다.날개의 드럼통은 남자가 안에 접근할 수 있을 정도로 커졌고,[11] 새로운 튜브를 청소하고 제자리에 넣을 수 있게 되었다.

이전의 Thornycroft-Marshell 수관 보일러 설계는 단면 헤더에 장착된 수평 헤어핀 수관을 사용했다.여기서 [12]설명하는 유형과는 거의 관련이 없습니다.

야로보일러

초기 야로 보일러
상세 정보:야로보일러

Yarrow 보일러 설계는 다운코머가 없는 직선 수관을 사용하는 것이 특징입니다.순환은 이 같은 튜브 [13][14][15]뱅크 내에서 위아래로 모두 발생합니다.

Alfred Yarrow는 다른 수관 설계에 대한 반응으로 보일러를 개발하였고, 1877년 Yarrow & Co가 다른 조선 [16]회사들에 비해 뒤처져 있다는 그의 인식을 가지고 있었다.그의 초기 생각은 이미 설계의 주요 특징인 직선형 튜브가 달린 3드럼 보일러를 정의했지만,[16] 1887년 어뢰정에 최초의 보일러가 공급되기까지는 10년의 연구가 필요했다.

스트레이트 튜브

초기 수관 설계자들은 가열할 때 보일러의 튜브가 팽창하는 것을 우려했습니다.특히 용광로에 가장 가까운 용광로가 더 멀리 있는 용광로보다 상대적으로 더 많이 팽창할 수 있도록 하기 위한 노력이 이루어졌습니다.일반적으로 이것은 튜브를 큰 루프 곡선으로 배열함으로써 수행되었습니다.이러한 제품은 제조에 어려움이 있었고 사용 중인 지원이 필요했습니다.

Yarrow는 수관이 물이 가득 차 있고 튜브 자체에서 끓는 것이 허용되지 않는 경우, 즉 익사관으로 남아있을 경우 수관의 온도가 비교적 낮으며 수관들 간에 일관성이 있다는 것을 인식했다.고온과 변화는 튜브가 증기가 차게 되었을 때만 발생했고, 이는 또한 순환을 방해했다.

따라서 직진 수관은 허용 가능하며,[16] 이러한 수관은 제조와 청소에 있어 서비스 면에서 분명한 이점이 있을 것이라는 것이 그의 결론이었다.

야로우의 순환 실험

수관 보일러는 수관을 통과하는 연속적인 흐름에 의존하며, 이는 비실용적인 펌프를 필요로 하는 것이 아니라 열사이폰 효과에 의한 것이어야 한다는 것은 이미 인지된 사실입니다.Velox와 같은 펌프가 장착된 강제 순환 보일러는 이후 30년 동안 등장하지 않았으며, 그 후에도 처음에는 신뢰할 수 없었습니다.용광로에 의한 가열로 인해 수관을 통한 흐름이 위쪽으로 흐를 것이며, 하향 흐름의 균형을 맞추려면 가열되지 않은 외부 하강관이 필요하다는 가정이었습니다.

Alfred Yarrow는 이 가정을 [17][18]반증하는 유명한 실험을 했다.수직 U자형 튜브를 배치하여 양쪽에 일련의 분젠 버너로 가열할 수 있도록 했다.

U의 한쪽만 가열되면 튜브의 팔에서 가열된 물이 위로 흐를 것으로 예상되었습니다.

열이 가열되지 않은 팔에도 가해질 때, 전통적인 이론은 순환 흐름이 느려지거나 완전히 멈출 것이라고 예측했다.실제로 흐름은 증가했습니다.가열에 약간의 비대칭이 있을 경우, Yarrow의 실험은 순환이 지속될 수 있고 냉각기의 다운코머를 가열하면 이러한 흐름이 증가할 수 있다는 것을 보여주었습니다.

따라서 Yarrow 보일러는 별도의 외부 다운코머를 제거할 수 있습니다.흐름은 전적으로 가열된 수조 내에서, 용해로에 가장 가까운 수조 내에서, 그리고 뱅크의 바깥쪽 열에 있는 수조 내에서 아래로 흐릅니다.

설계에서의 후발 진화

비대칭 Yarrow 보일러, 과열기 포함
물통

최초의 Yarrow 워터 드럼 또는 "트러프"는 튜브에 쉽게 수직으로 장착할 수 있도록 평평한 튜브 플레이트가 있는 D자형이었습니다.튜브 플레이트는 수조에 볼트로 고정되었으며 유지관리 및 튜브 세척을 위해 분해할 수 있습니다.

그러나 이 D자형은 압력 드럼에 적합하지 않습니다. 압력 드럼을 더 둥근 단면으로 변형시키는 경향이 있기 때문입니다.이러한 굴곡으로 인해 수관이 드럼으로 들어가는 곳에서 누출이 발생하였고, 화이트 [5]포스터와 공유된 '와퍼염'이라는 문제가 발생했습니다.보일러 폭발의 경험은 보일러 내부의 날카로운 모서리 또한 홈에 의해 침식되기 쉽다는 것을 보여주었다.이후 보일러는 완전한 원통형보다는 여전히 비대칭이지만 더 둥근 단면을 사용했습니다.

다운커머

Yarrow 보일러의 순환은 뱅크의 내부 및 외부 튜브 열 사이의 온도 차이, 특히 비등 속도에 의존했습니다.이는 저출력으로 유지하기가 쉽지만, 높은 압력의 Yarrow 보일러는 온도 차이가 더 작기 때문에 효과적인 [14]순환이 덜합니다.일부 최신 및 고압 보일러에는 가열된 연도 [19]영역 외부에 외부 다운코머가 설치되었습니다.

슈퍼히터

1900년 이후 증기 터빈에 주로 사용하기 위해 과열 방식을 채택했을 때, 최초의 Yarrow 보일러는 주 튜브 뱅크 외부에 과열 코일을 배치했습니다.이후 디자인은 비대칭이 되어 한쪽 튜브 뱅크가 두 배로 늘어나고 그 [20]사이에 헤어핀 튜브 과열기가 배치되었다.

영국 해군에 의한 입양

HMS Havock은 HMS Harnet과 비교하기 위해 [21]Yarrow 보일러를 탑재한 HMS Hornet이라는 당시 형태의 기관차 보일러로 건조되었습니다.실험은 성공적이었고, 야로 보일러는 해군, 특히 작은 배에서 사용하기 위해 채택되었다.때가 되면 해군은 3드럼 보일러의 자체적인 애드미럴티 패턴을 개발할 것이다.

맘포드 보일러

맘포드 보일러
Mumford 보일러, 하부 물 드럼의 형태를 보여주는 반단면
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멈포드 보일러는 Colchester의 Mumford에 의해 만들어진 변종이었으며, 작은 보트에서 사용하기 위해 고안되었다.튜브 뱅크는 짧은 튜브가 서로 약간 구부러져 있는 두 그룹으로 분리되었습니다.하부 물 드럼통으로의 진입은 수직이었고, 튜브가 분리된 면에 들어가는 거의 직사각형 드럼통이 필요했다.이러한 형태의 기계적 약점은 이 작은 크기에서도 허용 가능했지만 보일러의 잠재력은 제한되었습니다.케이스는 작고 상부 증기 드럼의 일부만 밀폐되어 깔때기에 직접 연결되었습니다.하나의 역 티 모양의 다운커머가 보일러 [22]후면의 드럼통을 연결했다.

울누보일러

Sentinel에서 사용하는 울노우 보일러

울노프 디자인은 Sentinel에 의해 더 큰 철도 기관차에 사용되었다.그것은 거의 직선의 튜브를 가지고 있는 다른 세 개의 드럼 디자인과 비슷했다.용광로 아래쪽으로 3분의 2의 내화벽돌이 눈에 띄었다.용해로 격자는 이보다 긴 쪽에 있었으며, 연소 가스가 튜브 뱅크를 통해 강철 외부 케이싱 내부로 빠져나갔다가 다시 짧은 튜브 뱅크 안으로 들어갔습니다.코일형 튜브 과열기는 튜브 바깥의 가스 흐름에 배치되었다.따라서 연소 가스는 튜브 뱅크를 두 번 통과했고, 한 번은 바깥쪽으로, 그리고 또 한 번은 안쪽으로 통과했습니다.튜브 외부에서 평상시와 달리 먼 끝의 중앙에서 배출되는 단일 중앙 굴뚝.뱅크의 두 구간을 통과하는 가스 통로 사이의 상대적인 온도 차이는 순환 전류가 뱅크의 첫 번째 고온 부분을 통해 상승하고 더 낮은 고온의 뱅크를 통해 하강하도록 유도했습니다.또한 상부 수통 내의 내부 보판에 의해 순환이 제어되어 고온관 끝부분의 수심을 유지하여 건조관 [23]과열을 방지하였다.

센티넬은 울노프 보일러를 기존의 작은 수직 [24]보일러 대신 다수의 대형 기관차에 사용했습니다.여기에는 LNER와[25] [26]LMS를 위한 철도 차량도 포함되었습니다. Sentinel의 울노프 사용으로 가장 잘 알려진 것은 '콜롬비안' 관절 기관차였습니다.이것들은 [27]1934년에 만들어진 Co-Co 바퀴 배열의 4미터 게이지 기관차 시리즈였다.550psi(3.8MPa)의 이례적인 고압으로 구동되었으며, 각 차축은 Abner Doble이 설계한 별도의 증기 모터로 구동되었습니다.첫 번째는 벨기에 철도에 공급되었고, 다음 세 개는 콜롬비아의 Societé National des Chemins de Fer en Colombe를 위해 만들어졌지만, 테스트를 위해 벨기에로 처음 운송되었습니다.이 기관차의 사진은 벨기에에서 찍은 것이 대부분이다.콜롬비아에 도착한 후 그들의 역사에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.

애드미럴티 보일러

애드미럴티 3드럼 보일러

야로호의 이후 개발은 제1차 세계 대전과 제2차 세계 [2][28]대전 사이에 영국 해군을 위해 개발된 애드미럴티 3드럼 보일러였다.설계 작업의 대부분은 Haslar에 있는 Admiralty Fuel Experimental[i] Station에서 수행되었고 1927년 [29]A급 구축함 중 3척에 첫 보일러가 설치되었습니다.이러한 보일러는 300psi (2.0 MPa) / 600 °F (316 °C)의 보일러에 대한 새로운 영국 해군 표준 작동 조건을 설정했습니다.

디자인은 나중에 나온 고압, 석유 연소식 야로우 버전과 대체로 유사했습니다.물 드럼은 원통형이었고 다운커머는 때때로 사용되었지만 항상 그렇지는 않았다.유일하게 큰 차이는 튜브 뱅크에서였다.직선이 아닌, 각 튜브는 대부분 직선이었지만, 끝을 향해 약간 구부러졌다.이들은 은행 내 두 그룹으로 나뉘어 설치돼 은행 내 틈새를 형성했다.이 틈새에 과열기가 설치되어 증기 드럼에 걸쇠로 매달렸다.여기에 과열기를 설치하는 장점은 뱅크의 내관과 외관의 온도차를 높여 순환을 촉진한다는 것이다.발전된 형태에서, 보일러는 과열기의 용해로 쪽에 4열, 바깥쪽에는 [29]13열의 튜브를 가지고 있었습니다.

급수

첫 번째 보일러는 과열기와 뱅크 중앙의 튜브 열 순환 불량 문제를 겪었고, 과열과 튜브 [29]고장으로 이어졌습니다.순환 문제는 급수 파이프를 재배치하고 증기 드럼 내부에 배플을 배치하여 보다 명확하게 순환을 가능하게 함으로써 해결되었습니다.순환 증강 장치인 강철 홈이 용해로 측 튜브의 상단에 배치되어 단일 중앙 상승 흐름이 수위 이상으로 이동하도록 장려하고, 증기 기포가 빠져나가도록 유도하고, 물이 외부 튜브로 순환하기 전에 증기 분리기 역할을 했습니다.비슷한 시기에 LMS 철도에서 일어나는 작업 및 증기 [30]기관차용 상부 공급 개발과 유사한 방식으로, 급수도 '스프레이 포트'를 통해 위로 전달되어 증기 공간을 물방울로 통과했습니다.따라서 냉급수는 보일러 용수와 동일한 온도로 가열된 후 혼합하여 순환경로에 [29][ii]지장을 주지 않도록 하였다.

슈퍼히터

초기 과열 퍼포먼스는 실망스러웠습니다.최대 출력에서의 과열은 신뢰성 문제를 피하기 위해 의도적으로 100°F(37.8°C)로 제한되었으며,[29] 이는 저전력에서는 효과가 없음을 의미합니다.Babcock & Wilcox의 개발 작업은 과열기를 통과하는 증기 흐름 속도를 150ft/s(45.72m/s)로 높여 튜브 왜곡 및 야금 결함 [29]문제를 방지함으로써 이 문제를 해결했습니다.넬슨급 전함과 켄트급 순양함을 위한 새로운 보일러는 250psi(1.7MPa)[29]의 작동 전력 범위 전체에서 200–250°F (93–121°C)의 과열 상태를 달성할 수 있었습니다.

백월

현대 미국식과는 달리, 영국 해군 보일러는 용해로 벽돌 구조의 비율이 높았고, 이로 인해 용해로 내부의 온도가 높아졌고 결과적으로 튜브에 높은 부하가 가해졌습니다.수벽로를 사용하면 이를 [29]줄일 수 있습니다.

1929년부터 Hawthorn Leslie는 용해로 뒤쪽에 부분적인 수벽을 갖춘 시험 보일러를 건설했습니다.다른 수벽 설계와는 달리, 이 추가 물 드럼은 용해로 중앙에만 걸쳐 있었으며 수직 튜브는 내화성 케이스에 둘러싸여 있었으며 촘촘히 채워진 단단한 [29]벽을 형성하지 않았습니다.우려되는 것은 완전한 수벽이 3드럼 보일러의 기존 헤더 배열의 균형을 깨뜨릴 수 있다는 것이었는데, 이는 사실인 것으로 나타났습니다.증기 드럼 후면의 과도한 증기 생성은 순환 장애와 프라이밍 문제로 이어졌습니다.이러한 유형의 보일러에 대한 수벽 개발은 포기되었지만, HMS Hyperion (H97)은 3드럼 보일러 [29]중 하나를 대체하는 단일 수벽 Johnson 보일러로 테스트를 계속했습니다.

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엔진 10000

엔진 10000
상세정보 : LNER 클래스 W1

철도 기관차에 사용된 유일한 대형 3드럼 보일러는 1924년 LNER [31]회사를 위해 Nigel Gresley의 실험 엔진 10000이었습니다.해양 실습에서 높은 압력과 복합 엔진의 이점을 관찰한 그레슬리는 철도 기관차에서 이러한 접근 방식을 실험하고자 했습니다.육상 보일러와 마찬가지로, Harold Yarrow는 Yarrow의 보일러 시장 확대에 열심이었다.

보일러는 일반적인 Yarrow 디자인이 아니었다.작동 시, 특히 순환 경로에서, 보일러는 울노프(Woolnough)와 같은 다른 3드럼 설계와 더 많은 공통점을 가지고 있었습니다.그것은 또한 Brotan-Deffner 수관 화기의 진화로 묘사되어 왔고, 그 화기는 보일러 전체가 되었다.

현재의 그레슬리 A1 기관차의 180파운드/제곱인치(12bar)에 비해 작동 압력은 평방인치(31bar)당 450파운드였습니다.

그 보일러는 두 개의 긴 해상 야로우 보일러를 닮아 끝과 끝 사이에 배치되어 있었다.둘 다 두 개의 분리된 물 드럼통 위에 4줄의 약간 구부러진 튜브로 연결된 중앙 대형 증기 드럼통의 일반적인 배치를 가지고 있었다.위쪽 드럼통은 나눠 먹었지만 아래쪽 드럼통은 따로 뺐다.후방 "파이어박스" 영역은 넓고 프레임에 걸쳐져 있어 물 드럼통이 적재 게이지의 한계점에 위치했다.전방의 "보일러" 구역은 프레임 사이에 물 드럼통이 배치되어 좁게 설정되어 있었다.외부 케이스의 폭은 비슷했지만 전방 섹션의 튜브 뱅크는 훨씬 가까웠다.튜브의 선외기는 앞으로 이어지는 한 쌍의 배기 배연관을 형성했습니다.이러한 연도 벽의 바깥쪽과 보일러 케이스 내부의 넓은 공간은 공기 흡입구의 공기 덕트, 즉 연막 문 아래에 있는 조잡한 직사각형 슬롯으로 사용되었으며, 연소 공기를 예열하고 외부 케이스를 냉각하여 과열을 방지하는 효과가 있었습니다.증기 발생관 사이의 중앙 공간에 세로형 과열관을 배치하였다.세 번째 전방 영역에는 과열기 헤더, 조절기 및 연막통이 포함되었지만 고의적인 가열 표면은 포함되지 않았습니다.외부 보일러 케이스는 전체적으로 거의 동일한 너비로 유지되어 전체적으로 삼각형이지만 곡선 형태로 보입니다.각 섹션의 아래쪽 가장자리가 위로 올라갔고, 외관상으로도 분명했다.

석탄을 이용한 사격으로, 한쪽 끝은 기존 기관차 단발식 소방관, 그리고 한 명의 수동 소방관입니다.Yarrow의 일반적인 관통 뱅크 가스 흐름과 비교하여, 단일 끝 연소 및 주로 세로 방향 가스 흐름으로 인해 보일러의 전면과 후면 간 온도 차이가 두드러졌습니다.이로 인해, 특히 두 번째 부분에서는 물 순환 전류가 일반적인 야로우가 아닌 울노우와 같은 물 드럼을 통해 세로 방향으로 흐르게 되었습니다.첫 번째 섹션은 뒷벽에 있는 일부 수관을 포함하며 복사 가열되어 효과적으로 수벽로이며, 가스 흐름이 튜브 뱅크를 통과하지 않았습니다.그럼에도 불구하고, 그것은 여전히 4줄의 튜브를 사용했다.두 번째 섹션은 가스 흐름이 강철 및 내화벽돌 배플에 의해 배치되어 있어 연소 가스가 중앙을 통해 튜브 뱅크를 통과하여 측면 연도까지 전달되어 대류 열 전달이 개선되었습니다.

레퍼런스

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