縦型ボイラー

縦型ボイラーは、より一般的な水平方向ではなく、ボイラーバレルが垂直に向けられたタイプの火管または水管ボイラーです。縦型ボイラーは、初期の蒸気機関車など、さまざまな蒸気駆動車両やその他の移動機械に使用されていました。

設計上の考慮事項

チューブの配置

多くの異なるチューブ配置が使用されています。例は次のとおりです。

火管

縦型火管ボイラー
水平火管を備えた垂直ボイラー

水チューブ

縦型クロスチューブボイラー
フィールドチューブボイラー
シンブルチューブボイラー
スパイラル水管ボイラー

長所

縦型ボイラーの主な利点は次のとおりです。

設置面積が小さい–幅と長さの制約が重要な場合、垂直ボイラーを使用すると、より小型の機械を設計できます。
水位の許容範囲–水平ボイラーの水位は、常に火室の冠（上部）の上に維持する必要があります。そうしないと、冠板が過熱して座屈し、ボイラーが爆発する可能性があります。鉄道機関車や蒸気ワゴンなど、丘を横断することが予想される車両アプリケーションでは、車両自体が水平でないときに正しい水位を維持することは熟練した仕事であり、消防士の時間の多くを占めます。縦型ボイラーでは、水はすべて火室の上部に置かれ、勾配が火室の上部を覆い隠すことによってリスクを引き起こす可能性がある前に、ボイラーは水が非常に少ない必要があります。
簡単な（大規模な）メンテナンス–通常、垂直ボイラーは車両のフレームに取り付けられ、簡単に交換できます。鉄道機関車や牽引エンジンなどの水平ボイラーは、車両の不可欠な部分を形成します。車両は文字通りボイラーの周囲に構築されます。したがって、交換には車両全体の分解が必要です。

欠点

縦型ボイラーの主な欠点は次のとおりです。

サイズ–必要な高さがはるかに大きいため、小さな設置面積の利点が損なわれます。オーバーブリッジの存在は、蒸気車両の高さを制限し、これが次にボイラーのサイズ（したがって蒸気の生産）を制限します。
火格子面積–これはボイラーの設置面積に制限されているため、生成される蒸気の量が制限されます。
短いチューブ–高さを最小限に抑えるため、ボイラーチューブを短くする必要があります。その結果、チューブを加熱する時間が短すぎるため、利用可能な熱の多くは煙突から失われます。
堆積物–底部のチューブシート（火室の上にあるプレート）に沈殿物が堆積し、水を熱から遮断し、シートが燃え尽きることがあります。

用途

鉄道機関車

いくつかのメーカーは、かなりの数の垂直ボイラー機関車を生産しました。これらの中で注目すべきは：

グラスゴーのAlexander Chaplin＆Co.は、蒸気クレーン、ホイスト、機関車、ポンプおよび巻き上げエンジン、船のデッキエンジン、海水蒸留装置など、さまざまな蒸気駆動の工業製品を生産しました。 1860年から1899年にかけて、イーストロンドンハーバー0-4-0VBに類似した135台の垂直ボイラー機関車を世界中の顧客に納入しました。
主にウェールズのスレート採石場で使用するために、少なくとも34の狭軌機関車を製造したカナーボンのデウィントン。
シュルーズベリーのセンチネルワゴンワークスは、高圧垂直ボイラーを使用して多数のシャンターを製造しました。これらは主に英国の産業鉄道で使用されていました。
ソシエテアノニムジョンコッカーリルは、5つのサイズの標準設計を使用して、1867年から1942年にかけて891個の標準ゲージの分流機関車を生産しました。

蒸気トラック

Sentinel Waggon Worksは、高圧垂直ボイラーに基づいて、さまざまなロードローリー（蒸気ワゴン）も生産しました。

蒸気トラクター

カリフォルニア州のサンリアンドロのベストマニュファクチャリングカンパニーは、垂直ボイラーを使用した一連の蒸気トラクターを製造しました。

スチームローラー

蒸気ローラーの特定の設計は、エンジンが上に取り付けられた水平ボイラーの従来の牽引エンジンスタイルから逸脱しました。垂直ボイラーのローラーは、かなりの桁フレームシャーシの周りに構築され、ボイラーはフロントロールとリアロールの間に低く取り付けられました。このようなデザインは英国では一般的ではありませんでした。

蒸気ロバ

従来の形式の蒸気ロバ（伐採業界で使用されるモバイルウインチ）は、移動性を確保するためにスキッドが取り付けられた剛性ベースの蒸気エンジンを備えた垂直ボイラーと結婚していました。横断する地面は粗く、めったに水平ではないので、垂直ボイラーの水位許容設計は明らかな選択でした。

蒸気シャベルとクレーン

蒸気クレーンや蒸気シャベルなどの建設機械は、垂直ボイラーを使用して効果を上げました。回転台の上では、ボイラーの重量は、ボイラーからピボットの反対側に取り付けられたショベルバケットまたはクレーンジブから吊り下げられた負荷を相殺するのに役立ちます。コンパクトなボイラー設置面積により、水平型の場合よりも小さな設計が可能になり、したがって、より小さな作業現場での使用が可能になりました。縦型ボイラーの余分な高さは、このような一般的な背の高い機械にとってそれほど重要ではありません。

マリンアプリケーション

いくつかの蒸気船、特に川の打ち上げなどのより小さなタイプは、垂直ボイラーの周りに設計されました。ボイラーの設置面積が小さいため、より小さく、スペース効率の高い設計が可能になり、ペイロードではなく推進手段によって占有される使用可能な容器が少なくなります。

固定アプリケーション

Cochranボイラーなどの垂直型は、プロセスおよびスペースヒーティングを含む多くの固定用途に役立つ、フットプリントの小さいパッケージソリューションを提供しました。