Приветствую всех мои дороги читатели! Как известно, для работы классическому паровозу нужны вода и топливо, запасы которого хранятся в прицепном тендере. Но оказывается, что есть такие локомотивы, которым не требуется ни вода, ни уголь или мазут... Как вообще такое возможно и где они применяются? Это опытные образцы или были серийно выпущенные локомотивы? Вот на эти и не только вопросы я сегодня дам Вам ответы.
Нет пара без огня. Или все же есть?
Дело в том, что существуют такие производства, где применение открытого огня может привести к пожару или даже взрыву, например пороховые, цементные, мукомольные заводы, угольные шахты и нефтеперегонные заводы. Для работы на таких заводах конструкторы предложили использовать особые бестопочные или безогневые паровозы.
"Появление бестопочных паровозов стало возможным благодаря открытию, сделанному американским инженером-механиком Якобом Перкинсоном. В 1823 году он обнаружил, что при понижении давления в котле, содержащим почти кипящую воду, приводит к дополнительному парообразованию".
Из их названия видно, что эти паровозы не имели топки. Но тогда откуда же они брали пар? Да от стационарной котельной! В передней части котла такого паровоза имеется штуцер, к которому присоединяется шланг от котельной.
По этому шлангу в котёл подаётся вода и пар под давлением порядка 25 атм. Чтобы вода подольше сохраняла высокую температуру, котёл снаружи покрывали толстым слоем теплоизоляции. По мере расходования пара давление в котле понижалось и это приводило к испарению воды за счёт её внутренней теплоты. Однако одной заправки бестопочному паровозу хватало на несколько часов работы. Такие паровозы выпускались серийно и работали на подъездных и внутризаводских путях достаточно долгое время. Представленный в Музее железных дорог России бестопочный паровоз №9305 был построен в 1928 году заводом "Швацкопф" в Германии и с момента поступления в том же году в СССР эксплуатировался на Туапсинском нефтепергонном заводе до 1970-х годов.
Как сода может заставить двигаться локомотив?
Те люди, которые читают мой канал регулярно, уже хорошо знакомы с таким свойством соды как её способность противостоять образованию на котле накипи. Каустическая сода применяется на паровозах в качестве антинакипина и способствует образованию шлама из солей временной жёсткости.
Но это свойство соды лишь косвенно способствует движению локомотива. Даже на жёсткой воде паровозный котел сможет проработать достаточно большое количество времени, пока не придёт окончательно в полную негодность.
Дело в том, что каустическая сода способна не только выделению солей из воды, но и может служить источником тепла при соединении с водой, с целью последующего выделения пара. Этот принцип применялся для создания бестопочных паровозов более оригинальной конструкции, чем вышеупомянутые машины. Такие локомотивы так и называли "содовыми".
Котёл "содового локомотива", в котором находилась вода, был погружен в большой бак. Этот бак на четверть заполняли каустической содой. Стоило добавить в бан немного воды, как тут же начиналась бурная химическая реакция и вода закипала в котле буквально в считанные минуты. Пар из котла поступал в цилиндры паровой машины и затем не выбрасывался в атмосферу, а направлялся обратно в бак с каустиком. Получался замкнутый цикл — поступающий в бак пар поддерживал химическую реакцию, а выделяющееся при этом тепло кипятило воду в котле.
Правда долго работать такой локомотив не мог — по мере соединения с водой концентрация каустической соды уменьшалась, уменьшалось и выделение тепла. Поэтому после нескольких часов работы приходилось отправляться на специальную зарядную станцию.
Сходную конструкцию имели и локомотивы, приводимые в движение парами аммиака. Ведь аммиак испаряется при довольно низкой температуре, значит, такому локомотиву топливо вообще не нужно.
По сравнению с другими видами тяги "содовые" и "аммиачные" локомотивы отличались бесшумностью, малым расходом топлива и отсутствием дыма и сажи. Однако широкого распространения они не получили, поскольку и каустическая сода, и жидкий аммиак — очень опасные вещества. Если произойдёт хоть малейшая утечка все те, кто окажется в этот момент поблизости, рискуют получить ожоги или сильное отравление.
А можно ли использовать сжатый воздух?
Непривычно выглядели и другие бестопочные локомотивы, предназначенные для работы в угольных шахтах или тоннелях, где использовать классических паровоз было просто невозможно по причине его большой дымности и вероятности возникновения взрыва, поскольку в угольных шахтах часто накапливается горючий газ — метан. Поэтому для работы в таких условиях англичанином Джорджем Карпентером в 1827 году (всего на 20 лет позже стефенского паровоза) был запатентован локомотив с пневматическим приводом, приводимый в движение сжатым воздухом.
Заряжались такие локомотивы сжатым воздухом от стационарной компрессорной станции. Такие локомотивы строились тысячами штук и выпускались в США, Франции, Германии и Японии, и продолжают использоваться кое-где и в наши дни.