水平火管を備えた垂直ボイラー

水平火管を備えた垂直ボイラーは、小型機械用の蒸気を生成するために使用される小型垂直ボイラーの一種です。それは、水平に走る多くの狭い火管を持つことを特徴としています。

このようなボイラーは、補助ボイラーまたはロバボイラーとして船舶で広く使用されています。より小さな例、特にロバートソン型は蒸気ワゴンに使用されています。

平行管ボイラー

並列管ボイラーは、すべての火管をボイラーシェルの左右に走る単一の並列グループに配置します。これらの中で最もよく知られているのは、コクランの設計です。

コクランボイラー

Cochranボイラーは、スコットランドのAnnanのCochran＆Co.によって製造されました。石炭や石油燃料を直接燃焼させるか、大型ディーゼルエンジンの排気からの熱回収に使用される海洋での使用に広く使用されています。そのようなボイラーが主推進プラントの排気ガスによって加熱されるか、港で個別に燃焼される場合（通常は石炭ではなく石油によって）、 複合ボイラーと呼ばれます。

ボイラーは、半球形のドーム型上部を備えた円筒形の垂直ウォータードラムです。このドーム型の形状は、滞在する必要がないほど十分に強いです。火室は別の半球形のドームで、ベースの基礎リングにリベットで留められて、狭い水域を提供します。

火管は、この上の単一の水平グループに配置され、ボイラーバレルに挿入される2つの平らな垂直プレートの間に取り付けられます。これらのプレートの最初は浅い燃焼室を形成し、短い斜めのネックで火室に接続されています。燃焼室は「ドライバック」形式で、水ジャケットではなく、スチールと耐火レンガのプレートで閉じられています。火管からの排気は、外部の煙箱と垂直煙道に入ります。チューブへのメンテナンスアクセスのために、半球ドームにマンホールが設けられています。

典型的なコクランボイラーは、図のように、高さ15フィート（4.6 m）、直径7フィート（2.1 m）で、500平方フィート（46 m2）の加熱面と24平方フィート（2.2 m2）の火格子面積があります。）。使用圧力は100〜125 psiです。

複合焼成が使用される場合、加熱ガスにはいくつかの可能な配置があります。ほとんどは、別のドライバック燃焼室が1つのチューブバンクからのガスを別のチューブバンクから戻すためにルーティングするダブルパスチューブ配置を使用します。いくつかの配置では、熱回収排気ガスまたは直接燃焼ガス用に別のチューブバンクを使用しますが、他の配置では、排気ガスを（点火されていない）火室の上部に送ります。純粋な熱回収ボイラーには、強度を確保するための浅いドーム型プレート以外に、火室がまったくない場合があります。

Cochranはまた、ガスからのより良い熱伝達を提供すると主張されている改良された「Sinuflo」火管も提供しています。これは、直線ではなく、複数の水平正弦波に曲げられます。

Cochranボイラーは機関車には適用されませんでしたが、1905年にAndrew BarclayによってGNSR用に構築された実験用蒸気鉄道モーターのペアに使用されました。。

クラークチャップマンボイラー

クラークチャップマンボイラーはコクランタイプに似ていますが、ボイラーシェルの上部が半球ではなく浅いドームであるという違いがあります。このドーム形状はまだ圧力に耐えるのに十分な強さですが、シェルとトッププレートの間に鋭い角があります。このコーナーにはマチステーのサポートが必要です。

クラークチャップマンボイラーは、「ドライバック」（コクランの場合）と「ウェットバック」の両方の形式で作られています。ウェットバックまたは「ビクトリア」（図解）には、燃焼室が完全に水で囲まれています。これにより、加熱面が増加し、失われる熱が減少しますが、ボイラーの製造がより複雑になり、チューブの洗浄がより困難になります。

ラジアル水平チューブボイラー

ラジアル水平チューブボイラーは、コクランボイラーの平らなチューブプレートを避けて、圧力に耐える形状の円形の火室を支持します。したがって、プレートに垂直に火室に入ることでより簡単に着座できるように、チューブは放射状に配置されています。

ロバートソンボイラー

ランカシャー州フリートウッドのロバートソンによる設計は、もともと蒸気ワゴンで使用されていました。 Sentinelボイラーと同様の状況でよく使用されましたが、水管ではなく火管があります。比較的簡単に構築できるマルチチューブボイラーとして、モデルエンジニアリングでの人気から最もよく知られています。

ボイラーは2つの同心ドラムで構成され、その間に水域があります。火管がこのドラムを通過し、直径の周りに対称的に配置されます。ボイラー全体が円筒形の煙箱に包まれています。インナードラムの上部はウォータージャケットではなく、スチールプレートでのみ閉じられています。外側のドラムは平行なシリンダーですが、内側のドラムは通常3つの直径で階段状になっています：火格子の周りの幅が広く、火格子の面積が最も大きく、ウォータージャケットの急速な沸騰を促進するため、中央部分には火管の内側の端があります、および上部セクションは、ジャケットのない表面積を削減し、喫水線の上にオープンスチームスペースを提供するために狭められています。この上部スペースは意図的に大きめになっているため、路上走行車に取り付けた場合、登山中に傾斜してもチューブの上に適切な深さの水が残っています。

上部プレートにはジャケットが付いていないので、ハッチと発射シュートを入れることができます。ボイラーが蒸気ワゴンに使用される場合、それはしばしば深い火床でコークス燃焼され、コークスは慎重に分配されるのではなく、このシュートに流し込まれるだけです。この燃焼手段はコークスでは許容されますが、石炭では、クリンカーでブロックされた濃く鈍い火が発生します。また、蒸気車両を運転しようとするときの注意散漫が少なくなります。また、石炭を避けることで、発火シュートが開かれたときに発火シュートから揮発性ガスが燃え上がるリスクを低減します。

ボイラーは、中央ドラムの上部にコイルとして配置された半放射要素によって過熱されることがあります。

その他のデザイン

ブレイクボイラー

ブレイクボイラーには、クラークチャップマンとロバートソンの両方の設計の特徴があります。燃焼室は、すべてが加熱面を提供できるように水空間内に完全に設置され、強度のために円筒形に作られています。チューブは、燃焼室に垂直に入るように、平行なグループではなく放射状に配置されています。これにより、両端の拡張がより簡単な操作になり、シーリングが向上します。スモークボックスは大きく、ボイラードラムの外側を部分的に包みます。

ハリス「経済」ボイラー

Harris "Economic"ボイラーは、モデルエンジニアリングサイズのボイラーの設計です。ブレイクに似ていますが、中心に配置された燃焼室と全周に沿った火管で対称です。

ライリー・ブラザーズ

「メレディスの特許」の火管と独自設計の水管ボイラーの両方の同様のボイラーも、1890年頃からストックトンオンティーのライリーブラザーズによって製造されました。