Kocioł Johnsona
Kocioł Johnson to kocioł wodnorurowy używany do napędu statków.
Projekt Johnsona został opracowany przez brytyjskiego inżyniera J. Johnsona pod koniec lat dwudziestych XX wieku. Patent został udzielony w 1931 roku i jeden z tych kotłów został zainstalowany w RMS Empress of Britain . Był to czas, kiedy kotły wodnorurowe były stosowane na szybkich turbinowych , takich jak okręty wojenne i liniowce pasażerskie. Nastąpiło również przejście na opalanie olejem, a nie węglem . Ropa miała kilka zalet dla szybkiego statku, zwłaszcza okrętu wojennego, który musiał łączyć zarówno wydajność na dużym zasięgu, jak i zdolność do generowania dużej mocy na żądanie, gdy potrzebna była pełna prędkość. Olej wymagał mniej palacze , a mniejsza załoga wymagała mniej miejsca na pokładzie przeznaczonego na mesę. Tankowanie było również szybsze i czystsze w przypadku oleju niż węgla.
Kocioł Johnson był pierwszym z kotłów typu O , klasy kotłów wodnorurowych charakteryzujących się pojedynczymi bębnami parowymi i wodnymi ustawionymi pionowo jeden nad drugim, z zakrzywionymi pionowymi rurami wodnymi po bokach, tworzącymi całkowitą cylindryczną objętość. U podstawy tej przestrzeni paleniskowej nie ma rusztu, więc są one opalane palnikami na ciecz, a nie piecem na paliwo stałe wytwarzającym popiół .
Dostępna duża powierzchnia ogrzewania promiennikowego pozwala na osiągnięcie szybkości spalania przy danej objętości pieca około dwa razy większej niż w przypadku współczesnego kotła, takiego jak Yarrow . Końcowe ściany pieca mogą być ścianami wodnymi z większą liczbą rur lub zwykłą cegłą szamotową. Niewielka ilość cegieł do projektu Johnsona, bez konieczności stosowania podstawy pieca, została uznana przez marynarkę wojenną za zaletę.
Royal Navy przetestowała kocioł Johnson w 1936 r., Kiedy niszczyciel klasy H HMS Hyperion został zbudowany z dwoma 3-bębnowymi kotłami Admiralicji i Johnsonem, zamiast trzech Admiralicji używanych w pozostałej części klasy. Ten kocioł miał ścianę wodną na końcu niepalnym. Początkowy projekt miał słabą cyrkulację, dopóki nie dodano zewnętrznych zimnych rur opadowych, co zwiększyło wagę o 10%.
Kotły Babcock-Johnson
Babcock-Johnson to rozwinięta forma projektu Johnsona, skonstruowana przez Babcocka . Końcowe ściany pieca mają ściany rurowe i występują duże zewnętrzne spadki .
Kocioł i jego czerpnia są zamknięte w ogólnym kanale powietrznym skierowanym w dół, zasilanym przez podgrzewacz powietrza w kominie.
Wczesne wersje tego projektu wykorzystywały gniazdo grubych rur, podzielone na dwie warstwy, z przegrzewaczem umieszczonym jako osiowo równoległe rury między nimi.
Późniejsze konstrukcje miały cieńsze gniazda rur, składające się tylko z czterech rzędów rur, z przegrzewaczem umieszczonym w wlocie do lejka. Warunki pracy to „850/850”, przy ciśnieniu roboczym 850 funtów na cal kwadratowy (59 barów) i temperaturze pary 850 ° F (454 ° C). Przegrzewacz znajdowałby się po jednej stronie czerpni, a przegrzewacz między turbinami wysokiego i niskiego ciśnienia po drugiej stronie.
Kotły Fairfielda-Johnsona
Kocioł Fairfield-Johnson jest dalszym rozwinięciem typu Babcock-Johnson. Ciśnienie robocze kotła zmniejsza się z około 58 barów do 30 barów, ale temperatura pary za przegrzewaczem pozostaje taka sama i wynosi około 825 ° F (441 ° C).
Zmiana techniczna tych kotłów polega na zmniejszeniu pracy wykonywanej w rurach wytwarzających parę w kotle na korzyść zwiększonego przegrzania. Ogrzewanie promiennikowe rur kotłowych jest takie samo, ale konwekcyjne przenoszenie ciepła jest mniejsze, co daje wyższą temperaturę wlotową gazu przegrzewacza.