موضوع مقاله: دیگ دودکش | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # دیگ دودکش | مقدمه: این طرح یک مرحله انتقالی در توسعه دیگ بخار، بین دیگ‌های اولیه انبار کاه و دیگ‌های آتش لوله چند لوله ای بعدی را مشخص کرد. | ## بخش 1: دیگ دودکش | بویلر دودکش دار با یک پوسته دیگ استوانه ای بزرگ که مخزن آب را تشکیل می‌دهد مشخص می‌شود که توسط یک یا چند دودکش بزرگ حاوی کوره عبور می‌کند. این دیگ‌ها در اوایل قرن نوزدهم پدیدار شدند و برخی از اشکال امروزه نیز در خدمت هستند. اگرچه بیشتر برای نیروگاه‌های بخار ساکن استفاده می‌شد، اما برخی از آنها در وسایل نقلیه بخار اولیه، لوکوموتیوهای راه‌آهن و کشتی‌ها استفاده می‌شد. طرح‌های اولیه انبار کاه در روزگار وات از نظر مکانیکی ضعیف بودند و اغلب سطح صاف بدون تکیه گاه را به آتش‌نشان می‌دادند. مشخص بود که یک ساختار قوسی از یک صفحه مسطح قوی تر است و بنابراین یک لوله دودکش دایره ای بزرگ در داخل پوسته دیگ قرار داده شده است. خود آتش روی یک توری آهنی قرار داشت که در سرتاسر این دودکش قرار داشت، با خاکستر کم عمقی در زیر آن برای جمع‌آوری بقایای غیرقابل احتراق. اگرچه به عنوان فشار کم در نظر گرفته می‌شود (شاید ) امروزه در مقایسه با پیشینیان خود به عنوان فشار بالا در نظر گرفته می‌شد. این به‌طور گسترده توسط بسیاری از سازندگان لوکوموتیو اولیه، از جمله لوکوموتیوهای Blenkinsop برای راه‌آهن میدلتون و لوکوموشن شماره ۱ استفنسون استفاده شد. ساخت این نوع دیگ بخار ساده است و به اندازه کافی قوی است که بخار «فشار بالا» (برای دوره) را با کار گسترده در سیلندرها پشتیبانی کند. همچنین جریان گاز خوبی از طریق دودکش بزرگ وجود دارد، به طوری که آتش به تنهایی از عملکرد یک دودکش بلند هواکش کافی دریافت می‌کند. با این حال، منطقه گرمایش کمی نیز دارد، بنابراین ناکارآمد است و مقدار زیادی زغال سنگ می‌سوزاند. در یک پوسته دیگ بخار کوتاه، مانند مورد نیاز برای لوکوموتیو بخار، این ممکن است با استفاده از یک دودکش برگشتی U شکل که به عقب خم می‌شود، انجام شود. ریچارد ترویتیک قبلاً از دودکش برگشتی با اولین طرح لوکوموتیو کوالبروکدیل در سال ۱۸۰۲ و موتور «پن ای-دارن» ۱۸۰۴ استفاده کرده بود. لوکوموتیو ۱۸۰۴/۵ " نیوکاسل " او (که در واقع در گیتسهد ساخته شد) شروع به نشان دادن یکی از ویژگی‌های دیگ بخار برگشتی کرد، یک شکل گنبدی برجسته برای مقاومت در برابر فشار بخار در انتهای جامد روبروی کوره و دودکش. در این مورد، دیگ‌سازی، اکنون صفحات آهن فرفورژه، باید توسط استوانه افقی تک سفر طولانی ترویتیک پیچیده شده باشد ( قطر×سکته) که از این انتهای گنبدی شکل بیرون آمده است. با این حال، این کار را برای آتش‌نشان آسان‌تر کرد، زیرا او دیگر سعی نمی‌کرد به دریچه آتش در زیر چهارراه بلند پیستون برسد. رویال جورج ۰-۶-۰ تیموتی هکوورث در سال ۱۸۲۷ نیز از دیگ بخار برگشتی استفاده کرد، هرچند که بیشتر به دلیل استفاده پیشگامانه از یک لوله انفجاری عمدی برای تشویق بادکش در آتش شناخته شده است. حتی اگر به محض پایان آزمایش‌ها قدیمی به نظر می‌رسیدند، سامسون کانادایی این الگو در سال ۱۸۳۸ ساخته شد و هنوز در سال ۱۸۸۳ در خدمت است. | ## بخش 2: دیگ دودکش | با این حال، اینها بویلرهای دودکش برگشتی به معنای استفاده شده در اینجا نبودند، بلکه بویلرهای لوله برگشتی بودند. آنها یک لوله کوره استوانه ای بزرگ داشتند، یک محفظه احتراق در خارج از پوسته فشار دیگ، سپس چندین لوله آتش باریک که به یک جعبه دود نعل اسبی در بالا و اطراف درب آتش بازمی‌گشتند. نزدیکی این دودکش به آتش‌نشان باعث شد که آنها به «شکم سوز» لقب بگیرند؛ بنابراین طراحی آنها با دیگ‌های افقی نوع پرتاب (همان‌طور که توسط سر آرتور هیوود استفاده می‌شود) یا دیگ‌های دریایی اسکاچ شباهت بیشتری نسبت به دیگ‌های بخار تک دودکش ساده دارد. در مقایسه با این، مزیت دیگ هوبر این بود که می‌توان فایر تیوب‌ها را راحت‌تر تعویض کرد، بدون اینکه نیازی به کار از داخل یک جعبه آتش‌بسته باشد. از آنجایی که کوره به بادکش طبیعی متکی بود، یک دودکش بلند در انتهای دودکش لازم بود تا هوا (اکسیژن) خوبی برای آتش فراهم شود. گازهای خروجی از دودکش مرکزی عبور کرده و سپس به بیرون و اطراف پوسته دیگ آهنی هدایت می‌شوند. برای دور نگه داشتن دودکش از فضای پخت، دودکش آجری ابتدا از زیر مرکز دیگ به سمت جلو، سپس دوباره در امتداد طرفین و به دودکش عبور کرد. دیگ‌های کورنیش چندین مزیت نسبت به دیگ‌های واگن قبلی داشتند: آنها از سطوح بیشتر منحنی تشکیل شده بودند که بهتر است در برابر فشار مقاومت کنند. انتهای صاف آنها کوچکتر از اضلاع مسطح دیگ واگن بود و توسط دودکش مرکزی کوره، و گاهی اوقات توسط میله‌های طولانی اضافی باقی می‌ماند . دیگ‌های واگن یا انبار کاه از زیر گرم می‌شدند و هر گونه رسوب یا ناخالصی که رسوب تشکیل می‌داد روی این صفحه می‌نشست و آن را از آب عایق می‌کرد. این امر باعث کاهش راندمان گرمایش می‌شود و در نهایت می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد موضعی و خرابی صفحات دیگ شود. در دیگ دودکش، هر رسوبی از کنار دودکش کوره می‌ریزد و در پایین پوسته دیگ می‌نشیند، جایی که اثر کمتری دارد. در مهندسی مدل، دیگ کورنیش، به ویژه هنگامی که با لوله‌های گالووی نصب می‌شود (به دیگ Lancashire، زیر مراجعه کنید)، یک انتخاب عالی برای دیگ‌های گاز سوز و قایق‌های بخار مدل است. اساساً یک دیگ کورنی است که نیمه پایینی پوسته اطراف کوره برداشته شده است، به طوری که اجازه می‌دهد آتش بزرگی روشن شود. این امر باعث محبوبیت آن در کارخانه‌های نساجی پنین شد، جایی که زغال سنگ سخت شمال ارزش حرارتی کمتری نسبت به زغال سنگ ولز مورد استفاده در جنوب غربی داشت و به آتش بزرگتری نیاز داشت. از طرف دیگر ممکن است آن را به عنوان یک دیگ کورنیش کوتاه شده با یک دیگ واگن در جلوی آن با آتش بزرگتر در زیر آن در نظر بگیرید. از همان اشکال دیگ واگن رنج می‌برد: صفحه محفظه آتش مقعر از نظر مکانیکی ضعیف است و این یا فشار کاری را محدود می‌کند یا نیاز به ماندن مکانیکی اضافی دارد. عموماً این اختراع ویلیام فیربرن و جان هترینگتون در سال ۱۸۴۴ در نظر گرفته می‌شود، اگرچه ثبت اختراع آنها برای روش آتش‌زنی متناوب کوره‌ها به منظور کاهش دود به جای خود دیگ بود. | ## بخش 3: دیگ دودکش | دلیل خاصی برای این امر، پذیرش ضعیف دیگ کورنیش در کارخانه‌های پنبه‌سازی لنکاوی بود، که در آن زغال‌سنگ سخت‌تر محلی نمی‌توانست به‌طور رضایت‌بخشی در کوره کوچک‌تر سوزانده شود، به نفع دیگ‌های قدیمی واگن کم فشار و رنده بزرگ آن مشکلات دیگ کورنیش این بود که یک دیگ با هر قدرت خاصی به یک منطقه شناخته شده از لوله کوره به عنوان منطقه گرمایش نیاز دارد. آنها همچنین نسبت سطح رنده را نسبت به منطقه گرمایش کاهش دادند و حفظ آتش کافی را دشوار می‌کردند. افزایش قطر لوله باعث کاهش عمق آب پوشانده لوله کوره می‌شود و بنابراین نیاز به کنترل دقیق سطح آب توسط آتش‌نشان را افزایش می‌دهد و در غیر این صورت خطر انفجار دیگ بخار را افزایش می‌دهد. با شلیک متناوب آنها و بستن درب محفظه آتش بین دودکش، همچنین می‌توان هوا را از کنار کوره عبور داد (در مورد دیگ لنکاوی، از طریق خاکستر زیر رنده) که باعث تشویق گازهای دودکش تولید شده توسط کوره می‌شود. یک عامل کلیدی در این امر، دمپر هوای چرخان کرکره ای متمایز در در بود که از دهه ۱۸۴۰ به یکی از ویژگی‌های آن تبدیل شد. پیشرفت‌های بعدی لوله‌های گالووی (پس از مخترع آن‌ها که در سال 1848 یا 1851 به ثبت رسید) لوله‌های آب متقاطع را در دودکش اضافه کرد، بنابراین سطح گرم‌شده را افزایش داد. از آنجایی که این لوله‌ها لوله‌های کوتاه با قطر زیاد هستند و دیگ همچنان از فشار نسبتاً کم استفاده می‌کند، این دیگ هنوز یک دیگ لوله آب در نظر گرفته نمی‌شود. دیگ‌های لنکاوی اغلب دودکش‌های موجدار را نشان می‌دهند که انبساط حرارتی را بدون فشار به درزهای پرچ شده جذب می‌کند. توسعه دیگر "دودکش کلیه " یا دیگ بخار گالووی بود که در آن دو کوره به هم متصل می‌شوند و به یک دودکش منفرد می‌پیوندند که در مقطع کلیوی شکل است. حداکثر قطر دیگ ، دارای دو لوله آتش با طول متفاوت از است و قطر اگرچه دیگ لنکاوی یک طراحی قدیمی در نظر گرفته می‌شود، به شرطی که دودکش به اندازه کافی طولانی باشد، می‌تواند کارآمدی معقولی داشته باشد. این امر منجر به یک دیگ بخار حجیم، به خصوص از نظر طول آن، می‌شود و این همیشه استفاده از آن را به تأسیسات ثابت محدود کرده است. همچنین به‌طور گسترده فهمیده شد که فشار بخار بالاتر کارایی موتورها را بهبود می‌بخشد. تحقیقات Fairbairn در مورد استحکام سیلندرها او را به طراحی دیگ بهبود یافته دیگری بر اساس قطرهای لوله بسیار کوچکتر سوق داد، که بنابراین قادر به کار در فشارهای بالاتر، معمولاً خواهد بود. این دیگ «پنج لوله» بود که پنج لوله آن در دو جفت تو در تو به عنوان بشکه آب و کوره چیده شده بود و لوله باقیمانده بالای آنها به عنوان یک درام بخار جداگانه نصب شده بود. حجم آب در مقایسه با طراحی‌های قبلی دیگ بخار بسیار کم بود، زیرا لوله‌های کوره تقریباً هر یک از درام‌های آب را پر می‌کردند. درام بخار جداگانه همچنین به تولید بخار «خشک» بدون انتقال آب و خطر پرایمینگ کمک می‌کند. | ## جمع‌بندی | با این حال، ساخت آن نیز پیچیده بود و فضای گرمایشی زیادی برای کار در آن ارائه نمی‌کرد.