Scotch marinpanna - Scotch marine boiler
En "skotsk" marinpanna (eller helt enkelt skotsk panna ) är en design av ångpanna som är mest känd för sin användning på fartyg.
.jpg)
Den allmänna layouten är den för en squat horisontell cylinder. En eller flera stora cylindriska ugnar finns i nedre delen av pannskalet. Ovanför detta finns många eldrör med liten diameter . Gaser och rök från ugnen passerar till pannans baksida, återgår sedan genom de små rören och upp och ut ur skorstenen. Ändarna på dessa flera rör täcks av en rökbox utanför pannskalet.
Den skotska pannan är en eldrörspanna , genom att heta rökgaser passerar genom rör som ligger i en tank med vatten. Som sådan är det en ättling till den tidigare Lancashire -pannan , och liksom Lancashire använder den flera separata ugnar för att ge större uppvärmningsyta för en given ugnskapacitet. Den skiljer sig från Lancashire i två avseenden: många rör med liten diameter (vanligtvis 76,2 eller 101,6 mm] i diameter) används för att öka förhållandet mellan värmeområde och tvärsnitt. För det andra halveras pannans totala längd genom att gasbanan viks tillbaka på sig själv.
Förbränningskammare
Ugnens bortre ände är en sluten låda som kallas förbränningskammaren som sträcker sig uppåt för att ansluta sig till eldrören.
Förbränningskammarens främre vägg stöds mot ångtryck av själva rören. Den bakre ytan är stannat genom stav vistelser genom den bakre skalet av pannan. Ovanför förbränningskammaren och rören finns ett öppet ånguppsamlingsutrymme. Större långa stavstag löper genom pannans längd genom detta utrymme och stöder ändarna på pannskalet.
Med flera ugnar finns en separat förbränningskammare för varje ugn. Några små pannor kopplade dem till en kammare, men denna design är svagare. Ett allvarligare problem är risken för att vända drag, där avgaser från en ugn kan blåsa tillbaka och ut ur den intilliggande och skada stokers som arbetar framför den.
Ursprung
Den första inspelade pannan av jämförbar form användes i ett järnvägslok, Hackworths " Wilberforce" -klass 1830. Denna hade ett långt cylindriskt pannskal som liknade hans tidigare returflöde " Royal George " , men returröret ersattes av ett antal små eldrör, vilket hade visats så effektivt av Stephenson med sin " Rocket " ett år tidigare. Det nya inslaget i en helt förbränningskammare användes. Till skillnad från den senare skotska pannan var detta självbärande av sina egna vistelser, snarare än att använda stag genom väggarna i pannskalet. Detta gjorde att hela monteringen av den yttre rörplattan, ugnsröret, förbränningskammaren och eldrören kunde tas bort från pannskalet som en enhet, vilket förenklar tillverkning och underhåll. Även om det var en värdefull egenskap, blev detta opraktiskt för kammare med större diameter som skulle kräva stöd av skalet.
Varianter
Antal ugnar
Typiskt för fartyg var att ha två ugnar i varje panna. Mindre pannor kan bara ha en, större pannor hade vanligtvis tre. Begränsningen i pannans storlek var mängden arbete varje stoker kunde utföra och eldade en ugn per man. Större fartyg (vilket betyder allt över det minsta) skulle ha många pannor.
Som med Lancashire -pannan var ugnen ofta korrugerad för styrka. Olika tillverkare hade sina egna speciella sätt att göra dessa korrugeringar, vilket ledde till deras klassificering för underhållsändamål under de breda titlarna Leeds , Morrison, Fox , Purves eller Brown.
Våt rygg och torr rygg
Den typiska designen är den "våta ryggen", där förbränningskammarens baksida är vattenmantlad som värmeyta.
Variationen "torr rygg" har baksidan av förbränningskammaren som en öppen låda, backad eller omgiven av endast en plåtmantel. Detta förenklar konstruktionen, men förlorar också mycket effektivitet. Den används endast för små pannor där kapitalkostnaden uppväger bränslekostnaderna. Även om den skotska pannan numera sällan är den primära ånggeneratorn på ett fartyg, möter man fortfarande små torrkonstruktioner som Minipac, för att stödja sekundära krav medan de är i hamn med huvudpannorna kalla.
En intressant variant av torrryggsdesignen har varit ett patent för bränning av askbenägna bränslen. Baksidan av förbränningskammaren används som en åtkomstpunkt för en askavskiljare och tar bort askan före rören med liten diameter.
Dubbla
Den dubbla änden placerar två pannor rygg mot rygg, vilket tar bort pannskålens bakvägg. Förbränningskamrarna och eldrören förblir separata. Denna konstruktion sparar en viss strukturell vikt, men det gör också pannan längre och svårare att installera i ett fartyg. Av denna anledning var de inte vanligt förekommande, även om back-to-back-arrangemang av flera enkelspannor var vanliga.
Inglis
" Inglis " -modifieringen lägger till en extra förbränningskammare där ytterligare en stor rökgasrör återgår från baksidan till pannans framsida. Flödet genom de flera rören är således från framsidan till baksidan, och så är avgaserna på baksidan. Flera ugnar skulle dela en enda förbränningskammare.
Den stora fördelen med Inglis är det extra uppvärmningsområdet som det tillför, för en jämförbar skalvolym, kanske 20%. Överraskande är detta inte från den extra förbränningskammaren, utan från att förlänga de smala eldrören. Dessa kan nu köra hela pannskålens längd, snarare än bara det ganska kortare avståndet från den inre förbränningskammaren till den främre rörplattan. Trots denna fördel används den sällan.
Användning i fartyg
Den skotska marina pannan uppnådde nästan universell användning under ångdriftens storhetstid, särskilt för de mest utvecklade kolvmotorerna, till exempel trippel-expansionsföreningarna . Det varade från slutet av lågtrycks höstack pannor i mitten av 19-talet fram till början av 20-talet och tillkomsten av ångturbiner med högtrycksvattenPannor såsom Yarrow .
Stora eller snabba fartyg kan kräva väldigt många pannor. Den Titanic hade 29 pannor: 24 dubbel avslutats och fem mindre single-ended. De större pannorna var 4,80 m i diameter och 6,1 m långa, de mindre var 3,58 m långa. Alla ändar hade tre korrugerade Morrison -ugnar med 1,14 m diameter, totalt 159 ugnar och ett arbetstryck på 215 pund per kvadrattum (1.480 kPa).
Ombordsexempel
Många skotska pannor används på fartyg från och med 2010, och nya pannor kan byggas för att ersätta livslängda. Exempel på konserverade ångbåtar som använder skotska pannor inkluderar:
- Steam Tug / Tender Daniel Adamson byggde 1903 helt restaurerat och kryssade på River Weaver i Cheshire och på Manchester Ship Canal har en koleldad Scotch Boiler eldad av tre ugnar.
- Ångbåt Mayflower , Bristol Industrial Museum
- Mayflowers panna togs nyligen bort för restaurering och kunde lätt ses i närbild.
- Baltimore , 1906, vid Baltimore Museum of Industry , är den äldsta fungerande ångbåten i USA.
- Steamship Shieldhall baserat i Southampton , Storbritannien, är fullt operativt och har två oljeldrivna skotska pannor.
- Ångdriven isbrytare Stettin , som drivs på två koleldade pannor
- Ångdriven drifter Lydia Eva , baserad i Lowestoft eller Great Yarmouth, fullt fungerande koleldad skotsk panna.
- Ångbåten Kerne byggdes 1913. Drivs från Liverpool av Steam Tug Kerne Preservation Society. En koleldad skotsk marinpanna med våt rygg med två ugnar. Max arbetstryck 180 pund per kvadrattum (1200 kPa).
- Ångbåten Louise byggde 1902. Drev på Genèvesjön, Wisconsin av Gage Marine Corporation. En dieseldriven skotsk marinpanna som driver en ångmaskin med dubbel expansion i passagerartrafik.
- Ångfartyget Trafik byggde 1892 i Stockholm Sverige av Bergsunds Mekaniska Verkstad som passagerar- och fraktfartyg på Swedisk sjön Vättern och med hemhamn Hjo . Maskineriet och dess panna är de ursprungliga som gjordes för fartyget i Stockholm.
- Den oljebrännande ångbåten Canning , byggd 1954. Först baserad i Liverpool, men arbetade på Swansea Docks från 1966 och nu en del av National Waterfront Museum där.