ТЕПЛОВОЗЫ. Вехи непройденного пути. Издание второе, переработанное и дополненное

Разница между давлением в резервуаре и рабочим давлением указывает на то, что между резервуаром и цилиндрами двигателя стоял редукционный клапан. Давление 42 ат является гораздо более высоким, чем обычно используется в паровых котлах, где оно редко превышает 17 ат. Вот почему резервуар этого локомотива, в отличие от парового котла, обит очень большими заклёпками. Это характерно для пневматических локомотивов.

Локомотив Харди в частично собранном виде.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Показано, как баллоны со сжатым воздухом скомпонованы вместе. Видно, что ведущая ось сильно перегружена. Кажется маловероятным, что вес деревянной будки мог бы сбалансировать вес всех этих стальных баллонов, нависающих над ведущей осью.

Пневматические локомотивы компании Baldwin. Компания Baldwin очень хорошо известна как создатель паровозов, но она строила и пневматические локомотивы. В 1897 г. С. М. Вокленом, главным инженером компании, был разработан пневмолокомотив компаунд типа 0?2?0 для компании Philadelphia & Reading Coal & Iron Company, которая хотела использовать его в своей угольной шахте на Аляске, но имеется предположение, что он работал в Пенсильвании, а не на холодном севере. Локомотив получился удачным, и угольная компания заказала ещё три таких локомотива.

Из статьи о локомотиве Харди, помещённой в журнале «Railway and Locomotive Engineering», т. 10, №5, май 1897, можно узнать, что полный заряд воздуха весил более 1,1 т.

Отмечается, что вода, испаряясь в воздухоподогревателе, составляла половину объёма смеси воздуха и пара. Такие системы относятся к паровоздушным.

Конструкции локомотивов Baldwin выглядят вполне стандартными по сравнению с оригинальной конструкцией системы подогрева, используемой компанией Портера. Насколько сейчас известно, компания Baldwin никогда не пыталась применить ничего подобного, вероятно, потому, что разработки компании Портера были защищены патентами Ходжеса.

Имеются сведения о некоторых пневмолокомотивах, построенных заводом Baldwin. Один из них – №11. Воздух хранился в резервуарах под давлением 42 ат, а двигатель рассчитан на давление 7 ат. Локомотиву требовался вертикальный зазор 1,5 м и 1,8 м в ширину для прохождения кривых 9-метрового радиуса. Поскольку виден только один цилиндр, то, похоже, что у этого локомотива двигатель простого расширения.

Вид сбоку локомотива Харди.

Фото из журнала «Street Railway Journal», май 1897.

С помощью небольшой угольной топки воздух до подачи в цилиндры, нагревался. Это, должно быть, несколько подрывало все усилия, направленные на то, чтобы покончить с дымом и шлаком. На передней части крыши кабины виден дымоход. На боковой пластине написано «Rector St».

Локомотив №41 – предназначен для работы на метровой колее. Считается, что это локомотив компаунд с цилиндром высокого давления диаметром 95 мм, низкого давления – 152 мм и ходом поршня 254 мм. Диаметр движущих колёс 610 мм. Один резервуар короче другого, чтобы иметь больше места в будке машиниста. Локомотив оборудован предупредительным гонгом. Заводской номер локомотива 17857 06—00. Данных о давлении в резервуарах и двигателе нет.

Другой вид локомотива Харди сбоку. Он установлен на транспортёр,

который перемещается в сторону автомобиля, чтобы они могли

находиться как можно ближе друг к другу.

Рисунок с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Пневмолокомотив типа 0?3?0. Построен для угольной

промышленности локомотивостроительным заводом Диксона в

Скрэнтоне, Пенсильвания, Северная Америка. 1899 г.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Пневматический локомотив, построенный компанией Baldwin для P&RCI. Дата неизвестна.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Здесь, судя по надписи на резервуаре, представлен один из локомотивов, принадлежащих компании Philadelphia & Reading Coal & Iron Company. Он похож на локомотив компаунд с большим цилиндром низкого давления, который расположен над меньшим цилиндром высокого давления с двигающимися вместе поршнями. Клапанная коробка находится выше цилиндра низкого давления. Обращают на себя внимание рёбра на блоке цилиндров, предназначенные для поглощения тепла из окружающей среды, чтобы уменьшить охлаждение воздуха при расширении.

Пневматический локомотив, построенный компанией Baldwin для P&RCI. Дата неизвестна.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Предположительно это один из подземных локомотивов, принадлежавших компании Philadelphia & Reading Coal & Iron Company. Обращают на себя внимание необычные противовесы с двумя секциями, встроенные в колёса. Машина находится в плачевном состоянии – отсутствует клапанная коробка над цилиндрами.

В журнале «American Engineer and Railroad Journal» приводятся сведения ещё об одном локомотиве, построенном на заводе Baldwin. Ниже показан его схематический чертёж. Воздухоподогреватель запатентован Вокленом. Сжатый воздух хранился во множестве цилиндров маленького диаметра, как и на локомотиве Харди, а не в больших резервуарах. Есть опасение, что использование множества маленьких цилиндров, а не одного или двух больших резервуаров, приводило к неэффективному использованию металла. Редукционный клапан перед цилиндрами пропускал воздух в большой цилиндр, расположенный над рамой и являющийся воздушным ресивером, окружённым цилиндрическим барабаном с горячей водой. Часть воды распылялась в центральный воздушный ресивер для лучшего нагревания и способствовала смазке цилиндров. Представляется, что для этого барабан с горячей водой должен находиться под давлением воздуха до редукционного клапана. Горячая вода подавалась из внешнего источника, и это было серьёзным недостатком, поскольку её надо было часто менять – вероятно, намного чаще, чем должны были заряжаться воздушные резервуары. Отработавший воздух выпускался в трубу, как на паровозах.

Пневматический локомотив, построенный для компании Ashland Coal & Iron Railway Co. локомотивостроительным заводом Baldwin

в Филадельфии. Дата неизвестна.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Имелось три резервуара для запаса сжатого воздуха. Видны только два; третий резервуар меньшего размера установлен внутри рамы. Один из двух верхних резервуаров короче другого, чтобы оставить больше места для очень тесной будки. Похоже, что концы резервуаров вогнуты внутрь для лучшего сопротивления внутреннему давлению.

Пневматический локомотив, построенный заводом Baldwin

для компании H. C. Frick Coke Co. Дата неизвестна.

Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Пневматический локомотив Балдвина с подогревателем воздуха. 1899 г. Фото из журнала «American Engineer and Railroad Journal»,

февраль 1899, стр. 58.

Пневмолокомотивы для западной французской сети[12 - Журнал «Nature», 1901, 2-й выпуск.]. В 1901 г. Общество Saint-Leonard[13 - Основано 13 февраля 1836 г. Жаном-Генри Ренье-Понселе в бельгийском г. Льеж. Первый локомотив построен в 1840 г. За время своего существования до 1932 г. Общество построило 1465 паровозов.] построило четыре пневматических локомотива (№6001 – 6004) для западной французской сети.

Пневмолокомотив для западной французской сети. 1901 г.

Рисунок с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Для линий, обслуживающих Бретань и Нормандию, только что был построен новый подземный железнодорожный вокзал Монпарнас около Сены, чтобы разгрузить существующий вокзал на Монпарнасе. Эти линии обычно обслуживались электровозами, которые питались постоянным током напряжением 650 В из третьего рельса. Это напряжение уже широко использовалось на французских трамваях. Однако, поскольку с Парижем было заключено соглашение, исключающее использование паровозов внутри новой станции, были необходимы альтернативные способы тяги при внезапной потере питания. Выбор пал на локомотивы, работающие сжатым воздухом.

Пневмолокомотивы имели две двухосные тележки. Локомотивы могли управляться с любого конца. Воздух запасался в 33 воздушных резервуарах (предположительно цилиндрической формы) в средней части локомотива. Имелся промежуточный резервуар с воздухом давлением 20 ат. Около каждой тележки располагалось два цилиндра: воздух давлением 20 ат поступал в цилиндр высокого давления, расширялся в нём до 10 ат, после чего направлялся в цилиндр низкого давления.

Устройства для зарядки воздухом находились на крыше в обоих концах локомотива. Также в каждом конце были установлены подогреватели, чтобы перед использованием подогреть запасённый воздух, увеличивая развиваемую мощность и предотвращая замораживание цилиндров, поскольку воздух при расширении охлаждался. Локомотивы были оснащены и тормозом Вестингауза, и ручными тормозами.

Мощность локомотивов, по-видимому, была недостаточной, поскольку в 1910 г. они были заменены электровозами. Скорее всего, эти электровозы имели питание от аккумуляторных батарей, поскольку иначе они не могли бы использоваться при отключении электроснабжения.

Сжатый воздух производился на заводе, располагавшемся недалеко от площади вокзала Монпарнас, тремя независимыми группами машинного оборудования. Каждая группа включала в себя питающийся электроэнергией, поставляемой от электростанции Исси по общей электросети, трёхфазный электродвигатель напряжением 5000 В, который служил для привода вертикального компрессора Мекарского мощностью 200 л.с. с частотой вращения 100 об/мин. Завод использовал сжатый воздух давлением 6 ат, поставляемый компанией Compagnie Parisienne, которая распределяла сжатый воздух для энергетических целей через сеть труб под улицами Парижа, и поднимал его давление до 100 ат.

Компрессоры имели четыре цилиндра, и каждый компрессор мог поставлять 2000 кг воздуха в час. Воздух при конечном давлении хранился в шести группах из 20 баков, что имело существенное значение, так как сжатый воздух нужен для запуска локомотивов при перерывах электроснабжения. Рядом находились специальные средства для заполнения воздухоподогревателей (предположительно) горячей водой.

Симплонский пневмолокомотив. 1902 г.

Рисунок с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Несколько сложных на вид локомотивов на сжатом воздухе были построены для сооружения Симплонского тоннеля швейцарским локомотивостроительным заводом в Винтертуре. Вертикальный цилиндр слева – это резервуар для подогрева воздуха. В статье ниже говорится, что бак был заполнен перегретой водой, то есть водой, которая могла бы перейти в пар, если бы не находилась под давлением. Это увеличивало теплоёмкость воды.

Симплонские тоннельные локомотивы. Симплонский тоннель связывает г. Бриг на юге Швейцарии с итальянским г. Домодоссола у подножья Альп. Строительство началось в 1898 г., и тоннель был открыт в 1906 г. На локомотивах, построенных для строительства тоннеля в швейцарском городе Винтертур, установлено большое количество баллонов для хранения запаса сжатого воздуха, выполненных в виде труб малого диаметра, что свидетельствует о высоком давлении, принимая во внимание тот факт, что локомотивостроителей Винтертура не пугали высокие давления. Некоторые данные, характеризующие этот интересный локомотив, опубликованы в журнале «Compressed Air Magazine».