Caldeira de câmara de combustão

Locomotiva a vapor classe 41 com caldeira DR Reco. O pré-aquecedor de mistura do tipo Ifs pode ser facilmente reconhecido pela estrutura trapezoidal acima da câmara de fumaça.

A caldeira com câmara de combustão é um projeto especial da caldeira de uma locomotiva a vapor . Ao contrário do que o nome sugere, a câmara de combustão não é utilizada principalmente para combustão, mas sim para melhor aproveitamento da radiação térmica .

Estrutura / modo de operação

A câmara de combustão se projeta na longa caldeira como uma extensão da caixa de fogo real . Devido ao encurtamento do comprimento do tubo, a superfície de aquecimento do tubo é reduzida, mas a superfície de aquecimento radiante particularmente eficaz é aumentada (a superfície de aquecimento radiante é cerca de seis vezes mais eficaz do que a superfície de aquecimento do tubo). Isso significa que a área que não é aquecida pela convecção dos gases quentes, mas diretamente pela radiação de calor mais efetiva do forno, é maior.

Outra vantagem da caldeira com câmara de combustão é o fato de que a maior distância entre os tubos e a grelha ou as chamas resulta em menor estresse térmico nos tubos e na parede posterior dos tubos. Além disso, as faíscas arrastadas têm mais tempo para queimar. Mudar o foco para a frente também foi um efeito colateral frequentemente desejado.

Desenvolvimento na Alemanha

A Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft (DRG), cujos princípios de design eram muito conservadores, rejeitou a caldeira com câmara de combustão, embora ela já fosse uma tecnologia de ponta nos EUA, por exemplo . Somente em 1937 a 05 003 foi a primeira locomotiva alemã e a única comissionada pelo DR a receber tal caldeira, porque o pó de carvão destinado ao disparo nesta locomotiva exigia um caminho de combustão relativamente longo. Após a Segunda Guerra Mundial, o Deutsche Bundesbahn adaptou muitas locomotivas com caixas de incêndio com câmaras de combustão ou caldeiras de câmara de combustão totalmente novas. Também no Deutsche Reichsbahn , todo o assim chamado programa de reconstrução foi baseado em caldeiras de câmara de combustão padronizadas, recém-construídas. As caldeiras de locomotiva resultantes - erroneamente chamadas de caldeiras Recoke - foram, portanto, sempre caldeiras com câmara de combustão recém-construídas. Soldando completamente as caldeiras, o peso das caldeiras também pode ser reduzido e a construção melhorada. A soldagem da caldeira traseira necessária para o uso da câmara de combustão também tornou possível usar um anel de base em forma de U em vez de um anel de base sólida com uma seção transversal retangular como a extremidade inferior da caldeira. Devido à sua rigidez em relação às mudanças induzidas pelo calor na forma das paredes da fornalha, o enorme anel da base era uma causa frequente de danos à fornalha em caldeiras rebitadas.

Para locomotivas de bitola padrão , a Deutsche Reichsbahn teve três projetos de caldeiras diferentes construídos a partir de 1958, que foram adaptados para as locomotivas a serem reconstruídas:

O último projeto foi a caldeira de locomotiva a vapor mais potente do Deutsche Reichsbahn, com uma entrega máxima de vapor de 16,8 t por hora e uma carga de superfície de aquecimento de 75 kg de vapor gerado por hora e metro quadrado. Os sinais mais marcantes do Rekokessel do Deutsche Reichsbahn foram a grande caixa de mistura trapezoidal do sistema de pré-aquecedor de mistura tipo IfS no topo da câmara de fumaça e a fileira de escotilhas de lavagem acima e na frente da câmara de combustão.

Para as caldeiras de alto desempenho totalmente soldadas encomendadas pela Deutsche Bundesbahn, a especificação básica exigia uma capacidade de evaporação de 75 a 85 quilogramas de vapor por hora e metro quadrado de superfície de aquecimento por evaporação. A caldeira da série DR 01.10 , assim como a caldeira da série DB 10, foi projetada para uma capacidade máxima de evaporação de 85 quilos por metro quadrado e hora. Devido à área de grade apertada dessas caldeiras de alto desempenho DB, que, ao contrário das caldeiras do Deutsche Reichsbahn, limita a produção da caldeira, a saída de evaporação máxima teoricamente possível de 17,8 toneladas de vapor por hora em operação poderia apenas ser totalmente utilizado pela conversão para queima de óleo . A nova caldeira construída da série DR 45 pode ser considerada como a caldeira de maior rendimento para a Ferrovia Federal Alemã ; Com uma carga de superfície de aquecimento de 81 quilos por metro quadrado e hora, ela desenvolveu mais de 22 toneladas de vapor por hora e permitiu que a máquina tivesse mais de 3.000 hp no gancho de reboque.

  • Caldeira Tipo 39E durante reparos na oficina de caldeiraria (Meiningen, 2003)

  • Vista para a câmara de combustão do 39E. Na preparação para o reparo, partes das paredes da fornalha já foram cortadas e os tubos removidos da caldeira. As superfícies ranhuradas serão completamente renovadas posteriormente.

  • Para a reparação de caldeiras traseiras abertas de um 39E. A câmara de combustão projeta-se na longa caldeira. A caldeira de pé e a parede da fornalha são removidas abaixo da câmara de combustão, exceto para o anel em forma de U do piso.

  • Para comparação: abra a caldeira sem câmara de combustão

A empresa Henschel não apenas desenvolveu as caldeiras de sucesso para a série 23 do DB ou a caldeira de substituição para o 01.10, mas também demonstrou a capacidade de construir caldeiras muito potentes para locomotivas destinadas à exportação. O SAR classe 25 caldeira da Railway Sul Africano é provavelmente o poderoso caldeira mais locomotiva que já foi construído na Alemanha. A câmara de combustão da caldeira moderna com Feuerbüchs - tubos de ebulição pode produzir cerca de 25 toneladas de vapor por hora.

Evidência individual

  1. ↑ Arge. para auxiliares de treinamento em nome da administração principal da Deutsche Bundesbahn (ed.): Biblioteca de ensino de ferrovias da Deutsche Bundesbahn, Volume 134, Steam Locomotive Studies . 2ª edição, Josef Keller, Starnberg 1959, página 67 f., P. 301 ff.
  2. ↑ Manfred Weisbrod, Hans Müller, Wolfgang Petznick: Steam Locomotive Archive , Volume 1 . transpress VEB Verlag for Transport, Berlin 1976, p. 23
  3. ↑ Manfred Weisbrod, Hans Müller, Wolfgang Petznick: Steam Locomotive Archive , Volume 1 . transpress VEB Verlag for Transport, Berlin 1976, p. 29

Veja também