Höyrykoneen historia
Ensimmäiset höyrykoneet olivat paikallaan toimivia ja käyttivät matalaa painetta. James Watt kehitti Newcomenin rakennetta lisäämällä erillisen lauhduttimen ja loi tehokkaampia ja taloudellisempia ratkaisuja, kuten siirrettäviä höyrykoneita. Kattilarakenteiden parantuessa, erityisesti liikkuvan kattilan käyttöönoton jälkeen, hän kokeili korkeampipaineista höyryä, joka pystyi käyttämään mäntää suoraan. Tämä avasi tien kompaktimmille koneille, jotka kykenivät tuottamaan vetovoimaa vetureille. Watt sai vuonna 1794 patentin höyryveturille.
Jo ennen höyryvoiman käyttöä tiedettiin, että hevoset pystyivät vetämään raskaampia kuormia tukevilla puukiskoilla kuin epätasaisilla teillä. Tällaisia kiskoja oli jo käytössä joillakin alueilla, erityisesti kaivosseuduilla, ja hevoset korvattiin pian uusilla höyrykoneilla. Rautatiet kehitettiin aluksi helpottamaan raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden kuljetusta, mutta ne saavuttivat yllättäen suosiota myös matkustajaliikenteessä. Yhdistyneessä kuningaskunnassa rautatieveturit kehittyivät nopeasti 1800-luvun alkupuolella: 1830-luvulla ratoja oli alle 100 mailia, mutta vuoteen 1860 mennessä jo yli 10 000 mailia.
Samaan aikaan rakennettiin monenlaisia höyrykäyttöisiä maantieajoneuvoja, kuten jyräajoneuvoja, siirrettäviä höyrykoneita ja jopa höyryveneitä. Nämä muut höyrykäyttöiset maantieajoneuvot eivät kuitenkaan koskaan saavuttaneet samaa suosiota kuin höyryveturi.
Miten veturin kattila toimii?
Veturikattiloiden perusrakenne pysyi höyrykoneiden aikakaudella pitkälti samanlaisena, mutta rakenneparannukset ja lisäosat lisäsivät tehokkuutta ja paransivat turvallisuutta. Veturikattilat ovat tulitorvikattiloita.
Kuumat palokaasut
Tämä tarkoittaa, että tuli tuottaa kuumia palokaasuja, jotka kulkevat kattilan vaakasuuntaisten tulitorvien järjestelmän läpi (tästä tulee lieriömäisen kattilarungon vaakasuuntainen akseli) ja luovuttavat lämpöä kattilavaipassa olevaan ympäröivään veteen. Höyryveturin kattilassa muodostuu höyryä, joka nousee ylös. Siellä säätöventtiili ohjaa höyryn virtausta sylintereihin.
Poistohöyry
Kun höyry on tehnyt työnsä männissä, jäljelle jäävä poistohöyry siirtyy savukammioon ja edelleen puhallusputken kautta. Puhallusputki poistaa höyryn ulos. Tämä synnyttää osittaisen alipaineen, joka imee ilmaa tulipesän läpi ja tehostaa palamista.
Alun perin höyryveturin kattila lämmitettiin kiinteällä polttoaineella, pääasiassa kivihiilellä, joka lapioitiin käsin tulipesään (tai savukammioon). Myöhemmin käyttöön otettiin automaattisia syöttöjärjestelmiä. Veturin kattilan vedensyötöstä huolehtivat injektorit, jotka toimivat poistohöyryn syöttöperiaatteella. Höyrysuihku johdetaan veteen, jolloin syntyy riittävä voima veden siirtämiseksi veturin kattilaan yksisuuntaisen säätöventtiilin kautta.
Tulipesän tai savukammion lattian pintaan voitte käyttää lämmönkestävää tasoitemassaamme.
Kattilaputket
Ensimmäiset höyrykoneet toimivat tuottamalla kylläistä höyryä, joka kerääntyi höyryveturin kattilan yläosaan ja johdettiin suoraan sylintereihin päähöyryputken kautta.
Myöhemmin rakennetta muutettiin niin, että tätä kylläistä höyryä kuumennettiin uudelleen, jolloin vesi poistui ja höyryn lämpötila nousi. Tätä prosessia kutsutaan tulistamiseksi.
Tulistettua höyryä käyttävä höyrykone
Tulistimet otettiin käyttöön 1900-luvun alkuvuosina, ja ne olivat merkittävä muutos höyrykoneessa. Tulistin koostuu tulistimen jakotukista, höyrykuvusta, tulistinputkista sekä useista muista tulitorvista.
Tulistimen jakotukki vastaanottaa päähöyryputken tuottaman höyryn, ja lisäputket johtavat höyryn tulistinputkien läpi lisälämmitystä varten. Tämä lisää syntyvän tulistetun höyryn tehoa. Tulistettu höyry palaa tämän jälkeen höyryputkeen.
Viimeiset höyryjunat poistettiin säännöllisestä liikenteestä vuonna 1967, kun ne korvattiin dieselvedolla, mutta höyry ei suinkaan ole kadonnut. Tuhannet harrastajat, joista monet ovat vapaaehtoisia, ylläpitävät, kunnostavat ja käyttävät historiallisia höyryrautateitä eri puolilla maata. Vuonna 2008 Tornado-niminen höyryveturi, joka rakennettiin alusta alkaen A1 Steam Locomotive Trustin tuella, suoritti koeajot ja sai luvan liikennöidä Network Railin rataverkolla. Vaikka veturi perustui 1950-luvun suunnitelmaan, sen kattilan oli täytettävä EU:n painelaitedirektiivin mukaiset nykyiset turvallisuusvaatimukset. Yhtäkään brittiläistä valmistajaa ei katsottu tehtävään sopivaksi, joten kattila rakennettiin Saksassa Meiningen Steam Locomotive Works -konepajalla, josta on tullut höyryvetureiden kunnostuksen keskus ja jossa järjestetään joka syyskuu höyrykoneille omistettu festivaali.
Veturikattilan edut
Yksi veturikattilan eduista on sen taloudellisuus ja erittäin nopea höyryntuotto.
Veturikattilan haitat
Yksi veturikattilan suurimmista haitoista on tarve ylläpitää turvallista höyryn käyttöpainetta, jota valvotaan painemittarilla, ja samalla estää liian korkea kattilapaine, joka avaisi varoventtiilin.
Kun veturin kattila toimii suurella teholla, palaneen kiinteän polttoaineen hiukkasia voi sinkoutua puhallusputken ja savupiipun kautta ulos. Tämä aiheuttaa tulipaloriskin ratalinjan varrella.
Toinen veturikattilan haitta, erityisesti kovan veden alueilla, on korroosion ja kalkkikertymien muodostuminen.
Höyryveturin kattilassa käytettävät tulenkestävät materiaalit
Tulenkestävillä materiaaleilla on tärkeä rooli höyryveturin kattilan rakentamisessa ja kunnossapidossa. Alla on joitakin tulenkestäviä materiaaleja, joita saatatte tarvita.
Tulipesän tulenkestävä kaari
Tulenkestävistä tiilistä tehty kaari sijaitsee tulen yläpuolella ja estää palaneita polttoainehiukkasia pääsemästä suoraan tulitorviin. Tämä kaari voidaan rakentaa tulenkestävistä tiilistä ja tulenkestävästä laastista tai valaa paikalla tulenkestävästä valumassasta. Joskus kaari valetaan osina valettavasta tulenkestävästä massasta ja kootaan myöhemmin tulenkestävällä laastilla.
Höyryveturin kattilan eristys
Höyryveturin kattilan eristämiseen voitte käyttää keraamikuitumattoa, joka kiedotaan kattilavaipan ympärille ja peitetään sen jälkeen verhouslevyillä.
Laakerit
Valkometallilaakereiden valussa voitte käyttää Premium 1P -tuotettamme tiivistämiseen ja tiivistemassana.
Muita tulenkestäviä tuotteita löytyy osiosta perinnerautatiet
