发射型锅炉

发射式或卧式多管锅炉是小型蒸汽锅炉的一种形式。它由一个圆柱形水平外壳和一个圆柱形炉子和其中的火管组成。

他们的名字来源于锅炉曾经广泛用于小型蒸汽游艇和汽艇。它们也被用于一些早期的海军鱼雷艇驱逐舰。

圆柱形炉或火箱完全安装在锅炉的外壳内。与机车锅炉不同，主锅炉下方没有出现炉排。该锅炉与机车锅炉（多个小火管）和苏格兰船用锅炉（短圆柱形炉）有相似之处。作为火管锅炉，它具有宽敞的受热面积，因此是一种有效的蒸锅。火箱结构也比机车火箱更简单，因此更便宜。由于圆形炉在很大程度上可以自支撑抵抗锅炉压力，因此不需要机车锅炉的大范围和昂贵的支架。这也使得锅炉可以在外壳中使用螺栓连接，因此可以将整个炉子和管套取出以进行检查和维护。

火箱的尺寸虽然有限，但与机车锅炉不同，它不能扩大到锅炉外壳的尺寸之外。这限制了可能的持续输出。炉排和灰盘的尺寸也受到限制，炉排是一组横跨炉管的杆，而灰盘是其下方的有限空间。这些特征限制了锅炉燃烧硬烟煤的能力，它们需要供应威尔士蒸汽煤或类似物。用木材或生物质燃料燃烧很困难。火箱容量进一步受到用于ashpan 的空间和干式炉的限制。小的ashpan也限制了它们长时间蒸汽的能力。

锅炉的一个缺点是炉子相对于锅炉壳的直径较大，因此炉顶上方的蒸汽空间很小。这使得锅炉容易启动，特别是在波涛汹涌的海面上，水可能会被带入蒸汽管道。

更严重的危险是水位储备有限，一不留神，水位稍有下降，炉顶就会暴露出来，容易出现过热和锅炉爆炸的危险。锅炉在正确点火时是安全的，但不能无人看管。当锅炉倾斜时，这些水位限制变得更加麻烦，即使只有陡峭的铁路线。为海伍德机车提供的异常磨损率和更换炉的数量已被归结为这一原因。

作为小型便携式发动机的锅炉，该锅炉确实在欧洲大陆有所普及。美国制造了一个类似的锅炉，但装有回火管，称为 Huber 锅炉。

为了减少小炉的局限性，开发了一种扩大的形式。靠近炉膛的锅炉外壳区域的直径扩大了，但仍保持圆形。这允许安装更大直径的炉子。外壳的燃烧室部分向下偏移，因此来自熔炉上部的管巢位于外壳的最低、充满水的部分。由于板仍然是圆柱形的，它们不需要撑杆，但可能有一些小杆撑杆来支撑两段炮弹之间的针板的平坦部分。

这种锅炉设计用于 1860 年代的半便携式发动机。由于更宽的炉排允许燃烧劣质燃料，例如稻草或甘蔗废料，因此它很受农业使用的青睐，并被广泛称为“殖民”类型。Marshalls 建造了其中许多，并将其设计为“Britannia”火箱申请了专利。这也以加长形式作为燃木炉提供，特别适用于澳大利亚和非洲，那里的林地正在被砍伐用于农业。

除了这些扩大的类型之外，全循环发射锅炉（而不是机车锅炉）在煤炭丰富的英国并未广泛使用。它们有时被称为“船用”锅炉，尽管由于其重心升高，这种扩大的形式不适合海上使用。

从 1890 年开始，WG Bagnall 也将扩大的圆形火箱用于窄轨机车。

1953 年在肯特郡为工业铁路建造的铰接式机车 Monarch 是最后一台，也是最后一台在英国使用的工业窄轨蒸汽机车。这是一批建造的机车之一用于南非的 2 英尺糖种植铁路，尽管它本身 2 英尺 6 略大。这些都与 Bagnall 修改后的 Meyer 设计相结合。最初的 Meyer 机车在装有锅炉和水箱的油箱机车框架下方使用两个铰接转向架。这限制了火箱的可用空间，对于小型机车来说，可以通过使用完全位于框架上方的圆形火箱的 Bagnall 锅炉来避免这个缺点。

发射型锅炉很少用于铁路机车，尽管 Arthur Heywood 爵士从 1874 年开始就在杜菲尔德银行和伊顿霍尔的 15 英寸（381 毫米）最小轨距铁路上使用它们。

其他最小轨距铁路，特别是克鲁、霍里奇和都柏林吉尼斯啤酒厂的 18 英寸（457 毫米）轨距工程铁路，也使用发射式锅炉，因为传统火箱的框架之间的空间有限。

蒸汽机车的这种设计的一个限制是需要将火、炉排和灰盘都安装在受限的圆形炉管内。这限制了炉子的辐射加热表面，从而限制了锅炉的直接蒸汽提升能力。它们被认为比传统的从寒冷中发光的速度更慢。由于炉篦下方的篦子空间很小，机车只能运行很短的时间，然后才需要耙出这个篦子。在干线铁路上，这将需要返回发动机棚。在小型窄轨承包商生产线上，灰烬可以简单地倾倒在任何方便的地方，因此这不是一个缺点。

1888 年，霍亨索伦机车厂为普鲁士军队交付了前两台窄轨距 600 毫米（1 英尺 11+5⁄8 英寸）费尔德巴恩机车。这些使用了发射锅炉的锥形开发。一个直径扩大的背板和一个xxx减小的烟箱管板被安装在一个陡峭的圆锥形外壳中。这是安装时锥体的上边缘水平。锥形的目的是增加炉子上的水深，这是蒸发表面最热的部分。炉子和管子被移到壳的下部，管子向上平行于锥体的下边缘。一个困难是锅炉缺乏蒸汽空间，需要一个扩大的圆顶，其容量几乎与主壳一样大。发射锅炉的一个主要优点是其结构简单，

这些机车及其锅炉完全失败了。它们尺寸过小，动力不足，小轮子在不平坦的轨道上容易脱轨，并且（对于xxx个 2-2-2 机车）单个驱动器的附着力有限。尽管在海伍德和他的最小轨距铁路出版几年之后，他们几乎忽略了海伍德的所有原则。锅炉缺乏蒸发能力，无法支持持续运行。

1890 年，xxx台 Heilmann 蒸汽电力机车“La Fusée Electrique”安装了一个带有波纹炉的大型发射式锅炉，称为 Lentz 锅炉。锅炉设计起源于德国。美国使用了类似的锅炉“范德比尔特”。

兰开夏郡和约克郡铁路遇到了燃烧室支撑的问题，导致 1901 年在诺丁利附近发生 0-8-0 'Class 30' 锅炉爆炸 他们的首席机械工程师亨利霍伊试图完全避免燃烧室的问题，因此开发了一种替代锅炉和火箱。这使用了波纹管式炉和圆柱形外火箱，就像伦茨一样。这种波纹炉已经在当地广泛使用，兰开夏郡棉纺厂的兰开夏郡和加洛韦固定锅炉和当地制造商已经有几种设计可供选择。炉子也是钢制的，而不是当时用于火箱的铜。霍伊的参与具有讽刺意味，因为最初事故的主要原因是霍伊发明了一种用于火箱支柱的新型黄铜合金，一种非弹性合金，结果证明有严重的缺陷。1903 年重建了一个 30 级 396 型锅炉，另外还有 20 个用这种锅炉新建。

在使用中，锅炉显示出许多缺点。照明后他们的热身缓慢，有限的ashpan空间限制了他们远离棚子的工作时间。这两者都是由于炉子的加热区域在很大程度上被横跨它的炉排所屏蔽。有人建议他们用燃油燃烧会更成功，因为这样可以使用整个炉子直径并且可以避免灰烬堆积。

新的锅炉设计并没有持续很长时间，机车在十年后用传统锅炉进行了改造。霍伊的继任者乔治休斯在读给 I. Mech E. 的论文中对这些锅炉进行了不利的描述。

1906 年的单一 NZR E 级是一种实验性的沃克兰复合铰接式 2-6-6-0T 槌，用于工作 Rimutaka 斜坡。复合鼓励选择当时非常高的 200 psi（14 bar；1,400 kPa）锅炉压力，这需要强大的燃烧室结构。NZR 首席绘图员 GA Pearson 在锥形锅炉中选择了波纹炉设计，类似于 Vanderbilt。