[Rodzaje]  [Schmidta-kotłowy]  [Schmidta-komorowy]  [Schmidta-płomienicowy]  [Pielocka]  [Cole'a (Schenectady)]  [Baldwina] 

Historia
Pierwszy zastosowany w praktyce przegrzewacz pary skonstruował pruski inżynier Wilhelm Schmidt w roku 1892 dla stacjonarnej maszyny parowej. Co prawda już wcześniej istniało kilka patentów w tej dziedzinie, żaden jednak nie doczekał się zastosowania praktycznego. Schmidt był przekonany, że jego wynalazek da się zastosować w parowozie więc w 1893r. skontaktował się z inżynierem Robertem Garbe, znanym w Prusach konstruktorem parowozów i głównym inżynierem Berlińskiej Dyrekcji Kolei. Dzięki poparciu pruskiego Ministra Robót Publicznych Müllera Schmidt i Garbe dostali wszelkie środki potrzebne do dostosowania przegrzewacza do montażu w parowozie, a następnie produkcji pierwszej eksperymentalnej lokomotywy na parę przegrzaną.

Udało się to w 12.IV.1898, kiedy to szczecińską fabrykę Vulcan opuścił pospieszny parowóz nr 1643, oznaczony Hannover 43 (1903: Cassel 74, 1904: Cassel 401 S4, 1918: x). Był wyposażony w przegrzewacz Schmidta typu kotłowego. Drugi, osobowy parowóz z tym przegrzewaczem został zbudowany w lipcu 1898 w fabryce Henschel nr 4853 i otrzymał numer Cassel 131 (1906: Cassel 1846 P4, 1921: x ). Oba parowozy przeszły serię testów i wykazały oszczędności zużycia węgla i wody rzędu 15-20%.

Pierwszy pospieszny parowóz z przegrzewaczem Schmidta typu komorowego wyprodukowała fabryka Vulcan rok później. Był to Vulcan 1732/1899, Hannover 86. W tym samym roku powstał pierwszy osobowy parowóz z przegrzewaczem dymnicowym. Kolejny pospieszny parowóz z tym przegrzewaczem wyprodukowano w roku 1900, Borsig 4800/1900, Berlin 74 (1903: Posen 63, 1904: Posen 401 S4, 1918: Osten 401, 1923: x) i wystawiono na Paryskiej Wystawie Światowej. W tym samym roku powstał jeszcze jeden parowóz osobowy z przegrzewaczem komorowym. Na początku XX w. Koleje Pruskie miały więc sześć eksperymentalnych maszyn, które były intensywnie eksploatowane, a testy wykazały, że zastosowanie pary przegrzanej w parowozach w warunkach normalnej eksploatacji jest możliwe, w co wcześniej wątpili nawet czołowi inżynierowie epoki. W 1902 powstał pierwszy na świecie parowóz towarowy na parę przegrzaną, z przegrzewaczem komorowym Schmidta. Był to Vulcan 1930/1902, Saarbrücken 2100 (1906: Saarbrücken 4801 G8, 1925: 55 1601, 1929: x).

Schmidt opatentował swój wynalazek i w 1899r. założył firmę, która zajamowała się jego rozwojem. Niektóre elementy konstrukcji wymagały poprawy, a przede wszystkim trzeba było opracować nowe rodzaje tłoków, zaworów tłoczkowych i dławnic, które wytrzymywałyby wysoką temperaturę pracy, a jednocześnie były trwałe i niezawodne. W 1903r. skonstruował pierwszy przegrzewacz typu płomienicowego (pierwsze zastosowanie w parowozie przeznaczonym dla lokalnej kolei monachijskiej). W 1905 otrzymał zamówienie od kolei pruskich na zastosowanie tego typu przegrzewacza w parowozie osobowym, konstruowanym właśnie przez Garbego. Był to wyprodukowany w 1906 roku przez fabrykę Schwartzkopff nr 3616 parowóz Cöln 2401 P8.

Pierwszymi pruskimi fabrykami produkującymi seryjnie parowozy na parę przegrzaną były Vulcan, Borsig, Henschel, Hohenzollern i Union. W 1902 były już 24 takie parowozy, w 1903 czterdzieści, a w 1904 zamówiono kolejne 123 maszyny. Już w 1900r. przegrzewacze dymnicowe konstrukcji Schmidta zaczęły się rozpowszechniać na świecie. Pierwsi zamówili je Jerzy Noltain z Kolei Moskiewsko-Kazańskiej i E.A.Williams z Canadian Pacific Railway. W 1901 Rene Bertrand i B.Flamme z Belgijskich Kolei Państwowych zdecydowali o montażu przegrzewaczy komorowych w parowozach eksperymentalnych w Belgii. Pierwszymi liniami kolejowymi gdzie przegrzewcze znalazły uznanie były:
- Koleje Alzacji i Lotaryngii (Reichseisenbahnen Elsaß-Lothringen, EL),
- kanadyjskie Canadian Pacific Railway,
- Kolej Moskiewsko-Kazańska,
- Belgijskie Koleje Państwowe,
- południowoafrykańskie Cape Government Railways,
- Szwedzkie Koleje Państwowe,
- Saskie Koleje Państwowe,
- Szwajcarskie Koleje Rządowe,
- Austriackie Koleje Państwowe,
- Węgierskie Koleje Państwowe,
- Kolej Warszawsko-Wiedeńska,
- francuskie koleje Paris-Orleans,
- francuskie koleje Paris, Lyons et Mediterrane,
- francuskie koleje zachodnie Ouest,
- brytyjskia Great Western Railway.
W 1907r. na świecie było w eksploatacji już ok. 500 maszyn wyposażonych w przegrzewacz. Przegrzewacze stały się powszechne i były w użyciu na kolejach we wszysktkich krajach świata.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907. Peter Schiebel Preußische S4 - Nachtrag, Eisenbahn Journal 4/1981. H. Rauter Die Gattung P4, Eisenbahn Journal 3/1987.

Drugi na świecie a pierwszy osobowy parowóz na parę przegrzaną, z przegrzewaczem pary Schmidta typu kotłowego Henschel 4853/1898, Cassel 131, 1906: Cassel 1846 P4, 1921: x. Fotografia ca 1908.

Pierwszy na świecie parowóz osobowy z przegrzewaczem płomienicowym Schmidta Schwartzkopff 3616/1906, Cöln 2401 P8. Fotografia fabryczna 1906.

Za wykorzystanie swojego patentu Schmidt pobierał dość wysokie opłaty, więc inżynierowie nie próżnowali i opracowywali własne konstrukcje. W ten sposób rozpowszechniło się kilka typów przegrzewaczy, które pokrótce omówię. Są to wcześniej wspomniane przegrzewacze Schmidta typu kotłowego, komorowego i płomienicowego, oraz konstrukcje Pielocka, Cole'a i Baldwina.

Źródła: Robert Garbe The Application of Highly Superheated Steam to Locomotives, Londyn 1908.

Był to historycznie pierwszy zastosowany w parowozie przegrzewacz pary - mimo, że istniały wcześniejsze inne patenty. Wilhelm Schmidt opracował go w roku 1897. Jego budowę przedstawia rys. 1. Gazy spalinowe powstające w skrzyni ogniowej są dzielone na dwa odrębne strumienie - jeden większy, drugi mniejszy. Większy przechodzi przez zwykłe rury ogniowe (płomieniówki) i ogrzewa wodę w kotle tak samo jak w parowozie bez przegrzewacza. Drugi - mniejszy - przepływa przez pojedynczą rurę o średnicy 450 mm - płomienicę przegrzewacza - przebiegającą od górnej części skrzyni ogniowej poprzez środkową część kotła do dymnicy. W rurze tej umieszczona jest wiązka rur (każda rura ma kształt litery U) tworzących przegrzewacz, zasilona od góry parą nasyconą doprowadzoną od zbieralnika pary. Drugie końce rur z wiązki rur przegrzewacza zebrane są w kolektorze, który odprowadza w dół parę przegrzaną rozwidlającą się rurą, której bieg kończy się w skrzyniach zaworowych obu cylindrów.

Gazy w płomienicy przegrzewacza są chłodzone przez wodę mniej w porównaniu do tych przechodzących przez płomieniówki i ich ciepło można wykorzystać do przegrzewania pary. Ponieważ gazy są stosunkowo gorące nie potrzeba dużej powierzchni ogrzewalnej aby znacznie podgrzać parę, zanim zostanie doprowadzona do skrzyni zaworowej. Zużywa się w ten sposób około 10% ciepła wytwarzanego w skrzyni ogniowej. Co prawda powierzchnia ogrzewalna takiego kotła jest mniejsza, jednak dzięki większemu ciągowi zwiększa się wydajność kotła (można spalić więcej węgla w jednostce czasu). Ponadto przegrzewacz znacznie zwiększa całkowitą powierzchnię ogrzewalną co wydatnie zwiększa wykorzystanie ciepła gazów spalinowych w porównaiu do parowozu bez przegrzewacza.

Przegrzewacze typu kotłowego stosowane były bardzo krótko i tylko w kilku parowozach eksperymentalnych, niemniej sprawowały się w nich dość dobrze, jesli nie liczyć częstych awarii spowodowanych głównie rozszelnianiem połączenia płomienicy przegrzewacza ze skrzynią ogniową i przepalaniem połączeń rur przegrzewacza od strony skrzyni ogniowej. Były użytkowane ca 20 lat, a zastąpiły je przegrzewacze typu komorowego przede wszystkim ze względu na mniejszą awaryjność, łatwiejszą obsługę i lepszą wydajność, a co za tym idzie większą sprawność silników w nie wyposażonych.

Źródła: Maedel/Gottwaldt Deutsche Dampflokomotiven - Die Entwicklungsgeschichte, transpress-Verlag, 1994. Robert Garbe The Application of Highly Superheated Steam to Locomotives, Londyn 1908.

Rys. 1. Budowa przegrzewacza Schmidta typu kotłowego.

Wilhelm Schmidt skonstruował go w 1899 roku, a jego budowę przedstawia rys. 2. W tym systemie, podobnie jak w przegrzewaczu kotlowym, gazy spalinowe powstające w skrzyni ogniowej są dzielone na dwa odrębne strumienie - jeden większy, drugi mniejszy. Większy przechodzi przez zwykłe rury ogniowe (płomieniówki) i ogrzewa wodę w kotle w tak samo jak w parowozie bez przegrzewacza. Drugi - mniejszy - przepływa przez pojedynczą szeroką rurę o średnicy od 280 do 305 mm z zależności od wielkości kotła - płomienicę przegrzewacza. Przebiega ona od środkowej części skrzyni ogniowej poprzez dolną część kotła do dymnicy, w której umieszczony jest przegrzewacz. Gazy w tej rurze są chłodzone przez wodę znacznie mniej w porównaniu do tych przechodzących przez płomieniówki i ich ciepło można wykorzystać do przegrzewania pary. Ponieważ gazy są stosunkowo gorące nie potrzeba dużej powierzchni ogrzewalnej aby znacznie podgrzać parę, zanim zostanie doprowadzona do skrzyni zaworowej. Zużywa się w ten sposób około 10% ciepła wytwarzanego w skrzyni ogniowej. Co prawda powierzchnia ogrzewalna takiego kotła jest mniejsza, jednak dzięki większemu ciągowi zwiększa się wydajność kotła (można spalić więcej węgla w jednostce czasu). Ponadto przegrzewacz znacznie zwiększa całkowitą powierzchnię ogrzewalną co wydatnie zwiększa wykorzystanie ciepła gazów spalinowych w porównaiu do parowozu bez przegrzewacza.

Na szczycie dymnicy, po obu stronach komina, znajdują się dwie komory zamknięte od góry przykręcanymi stalowymi pokrywami izolowanymi azbestem. Do lewej (patrząc od przodu parowozu) doprowadzona jest główna rura parowlotowa, którą para nasycona ze zbieralnika wpływa do komory. Wąskie rury, którymi przepływa para po drodze ulegając przegrzaniu ułożone są w trzech pierścieniach (w przekroju wygląda to jak trzy warstwy) wokół zewnętrznej ściany dymnicy i od wewnątrz odizolowane od reszty dymnicy za pomocą blaszanych płyt wygiętych w łuk, które można łatwo zdemontować np. w celu dokonania przeglądu stanu rur przegrzewacza, a w razie ich zużycia (przepalenia) wymienić na nowe. Z lewej komory para przepływa do prawej wewnętrznym pierścieniem rur, ale nie wydostaje się do komory, tylko zakręca i wraca z powrotem do lewej środkowym pierścieniem rur, tam znów zakręca i przepływa jeszcze raz na drugą stronę zewnętrznym pierścieniem rur, gdzie wydostaje się już przegrzana do prawej komory, stamtąd zaś doprowadzona zostaje dwoma szerokimi rurami do skrzyń zaworowych cylindrów.

Gazy spalinowe z płomienicy przegrzewacza dostają się pomiędzy rury przegrzewacza przez odpowiednio uformowany z wewnętrznego pierścienia rur przegrzewacza kanał o zmniejszającym się stopniowo promieniu, stamtąd płyną w górę przeciskając się między rurami przegrzewacza i ogrzewając je. U szczytu dymnicy, tuż poniżej każdej z komór znajduje się klapa, którą można otwierać i zamykać za pomocą drążka doprowadzonego do budki maszynisty, regulując w ten sposób ciąg gazów spalinowych w przegrzewaczu. Za klapą znajduje się wlot do komina, którym gazy z przegrzewacza znajdują ujście do atmosfery. Pod przegrzewaczem znajduje się popielnik, który można opróżniać na postoju. Sadze spomiędzy rur przegrzewacza mogą być łatwo usuwane albo za pomocą przedmuchiwania parą, albo sprężonym powietrzem przez maszynistę. Z zewnątrz przegrzewacz jest odizolowany cieplnie od ścian dymnicy za pomocą stalowych płyt z wyściółką azbestową.

Dzięki temu, że pokrywy komór można łatwo odkręcić, a płyty wewnętrzne można równie łatwo wysunąć przez drzwi dymnicy dostęp do rur przegrzewacza jest bezproblemowy i wszelkie czynności rewizyjne i reperacyjne są bardzo proste. Istnienie przegrzewacza nie utrudnia kontroli stanu ściany sitowej, czy wymiany płomieniówek gdyż przegrzewacz nie zasłania dostępu do nich. Końce wygiętych rur przegrzewacza znajdują się tuż pod pokrywami, ich połączenia można więc łatwo uszczelniać gdy się rozszczelnią, co zdarza się rzadko, gdyż temperatura gazów w tym miejscu nie przekracza 400°C.

Przegrzewacze typu komorowego były stosowane w pruskich parowozach w latach 1899-1906 i wyposażono w nie wiele parowozów. Od roku 1906 zaczęto stosować na skalę masową lepsze od nich pod względem wydajności i znacznie prostsze konstrukcyjnie przegrzewacze typu płomienicowego. W części maszyn zamiast remontować przegrzewacze komorowe wymieniano je na płomienicowe.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907. Robert Garbe The Application of Highly Superheated Steam to Locomotives, Londyn 1908.

Rys. 2. Budowa przegrzewacza Schmidta typu komorowego.

Dziś, po ponad stu latach od jego skonstruowania, określenie "przegrzewacz Schmidta" oznacza właśnie ten typ przegrzewacza. Wilhelm Schmidt skonstruował go i opatentował w roku 1903. Budowę tego przegrzewacza przedstawia rys. 3. W górnej części kotła, pomiędzy ścianami sitowymi, znajdują się trzy rzędy płomienic (w mniejszych kotłach dwie), każda o średnicy na tyle dużej, by mogła pomieścić wewnątrz cztery rury przegrzewacza. Te cztery rury są połączone złączkami w kształcie litery U w ten sposób, że tworzą jedną długą rurę, której końce są doprowadzone do znajdującej się w górnej części dymnicy skrzyni przegrzewacza. Skrzynia ta składa się z dwóch komór: jednej na parę nasyconą i drugiej, która służy jako kolektor pary przegrzanej. Para nasycona jest doprowadzana do pierwszej komory rurą parowlotową biegnącą od przepustnicy znajdującej się w zbieralniku pary. Dalej płynie równolegle przez wszystkie rury przegrzewacza gdzie ulega przegrzaniu, wpada do drugiej komory, skąd płynie do skrzyń zaworowych dwoma szerokimi rurami.

Jednen strumień gazów spalinowych przepływa przez zwykłe płomieniówki podczas gdy drugi płynie przez płomienice przegrzewacza oddając część swego ciepła otaczającej wodzie w kotle, a część parze płynącej w rurach przegrzewacza. Przepływ gazów spalinowych przez płomienice przegrzewacza jest regulowany za pomocą klap umieszczonych w przedniej częśći obudowy umieszczonej pod skrzynią przegrzewacza. Klapy są wyposażone w przeciwwagę, która utrzymuje je w pozycji zamkniętej dopóki przepustnica jest zamknięta. Jak tylko przepustnica zostaje otwarta klapy unoszą się automatycznie za pomocą dźwigni poruszanej przez tłok pracujący w małym cylindrze parowym. Zatem jeśli w rurach przegrzewacza nie płynie para dopływ gazów spalinowych do płomienic jest zamknięty. Chroni to rury przegrzewacza przed przepaleniem. Równocześnie z otwarciem przepustnicy para jest doprowadzana do małego cylindra, którego tłok otwiera klapy. Oprócz tego maszynista może otwierać i zamykać klapy ręcznie, za pomocą drąga doprowadzonego do budki maszynisty. Zamknięcie klap jest konieczne jedynie wówczas gdy maszynista używa gwizdka, więc dźwignię otwierającą gwizdek można połączyć drągiem z dźwignią zamykającą klapy przegrzewacza.

Sadze i popiół zbierający się w płomienicach można łatwo usuwać przedmuchując płomienice parą lub sprężonym powietrzem zarówno od strony skrzyni ogniowej jak i od strony dymnicy. Robi się to podczas czyszczenia zwykłych płomieniówek. Nie jest więc konieczne zastosowanie popielnika, który był niezbędny w przegrzewaczu komorowym.

Całkowita powierzchnia ogrzewalna kotła zwiększa się o około 5%, podczas gdy sumaryczna powierzchnia przekroju wszystkich rur ogniowych jest mniej więcej taka sama, w odniesieniu do kotła bez przegrzewacza.

Wielką zaletą tego typu przegrzewaczy jest bardzo prosta konstrukcja, i co za tym idzie łatwość ich obsługi. Każdy zestaw czterech rur przegrzewacza można sprawdzić, naprawić czy wymienić na nowy bez konieczności demontażu całego urządzenia. Nastepną zaletą jest fakt, że bardzo łatwo można go przystosować do użycia w silnikach trój i czterocylindrowych (z cylindrami umieszczonymi wewnątrz ostoi) oraz w silnikach sprzężonych. Ponieważ zarówno wymiary kotła jak i dymnicy są takie same jak w parowozie bez przegrzewacza, można więc było wiele już istniejących maszyn zasialnych parą nasyconą niewielkim kosztem przerobić na zasilanie parą przegrzaną. W ten sposób można było podnieść sprawność posiadanego taboru parowozów o 20-30%, co dawało bardzo znaczne oszczędności zużycia paliwa. Zalety te spowodowały, że ten typ przegrzewaczy rozpowszechnił się w parowozach bardzo szybko, wypierając wszystkie inne typy. W zasadzie jedyną przeszkodą w jego stosowaniu były dość wysokie opłaty jakie pobierało biuro konstrukcyjne Schmidta.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907. William F.M. Goss Superheated Steam in Locomotive Service, Waszyngton 1910.

Rys. 3. Budowa przegrzewacza Schmidta typu płomienicowego.

Rys. 4. Szczegóły budowy przegrzewacza Schmidta typu płomienicowego.

Rys. 5. Szczegóły budowy zakończeń rur przegrzewacza Schmidta.

Skonstruowany w roku 1904 przez Franciszka Cole'a - z pochodzenia Anglika, głównego inżyniera w fabryce American Locomotive Company z siedzibą w Schenectady, w stanie Nowy Jork. Działa on na zasadzie podobnej do płomienicowego przegrzewacza Schmidta, różni się jednak szczegółami konstrukcji. Jego budowę przedstawia rys. 6. Górne rzędy płomienic są nieco większe niż płomieniówki, a w każdej płomienicy znajdują się dwie koncentrycznie ułożone rury - jedna w drugiej - podłączone odpowiednio do dwóch oddzielnych komór skrzyni przegrzewacza zamontowanej w dymnicy, podczas gdy drugi koniec (wewnątrz płomienicy, od strony skrzyni ogniowej) zewnętrznej rury jest zamknięty. Wewnętrzna rura jest cokolwiek krótsza i otwarta, więc para nasycona z jednej komory skrzyni przegrzewacza płynie wewnątrz niej, a następnie przestrzenią pomiędzy zewnętrzną jej ścianą, a wewnętrzną ścianą zewnętrznej rury - do drugiej komory i stamtąd do cylindrów. Końce zewnętrznych rur przegrzewacza są sprasowane w ten sposób, by powstałe ze sprasowania podpórki utrzymywały je w odpowiednim dystansie od płomienic. Skrzynia przegrzewacza składa się z sekcji połączonych razem, więc całe urządzenie można łatwo wymontować. Wygląd przedniej ściany sitowej kotła po wymontowaniu przegrzewacza i wymontowanej skrzyni przegrzewacza pokazuje rys. 7.

W większych kotłach płomienice mają większą średnicę, tak by każda mogła pomieścić zestaw czterech podwójnych rur przegrzewacza i wówczas aby utrzymać centryczne położenie zestawu w płomienicy stosuje się specjalne podpórki zamontowane na końcu każdego zestawu od strony skrzyni ogniowej (patrz rys. 8). W tych konstrukcjach stosowano zwykle 32 płomienice po cztery rury przegrzewacza w każdej.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907.

Rys. 6. Budowa przegrzewacza Cole'a.

Rys. 7. Skrzynia przegrzewacza Cole'a i przednia ściana sitowa kotła.

Rys. 8. Szczegóły budowy rur przegrzewacza Cole'a.

Przegrzewacz ten jest konstrukcją pruskiego inżyniera Edwarda Pielocka. Jego wygląd po wymontowaniu z kotła przedstawia rys. 9, a budowę rys. 10. Cała konstrukcja znajduje się wewnątrz kotła i wykorzystuje część powierzchni grzewczej płomieniówek. Jest jednak usytuowany na tyle daleko od skrzyni ogniowej aby płomieniówki nie ulegały przepaleniu. Trzeba bowiem wziąć pod uwagę, że para mając temperaturę coraz wiekszą od wody w kotle nie odbiera ciepła tak szybko jak woda. W zależności od jego wielkości i położenia w kotle można przegrzać parę do 350°C.

Głowną częścią przegrzewacza jest skrzynia zamknięta z dwóch stron ścianami sitowymi, przez które przechodzą płomieniówki. Skrzynia nie musi być wykonana szczególnie solidnie, gdyż ciśnienie pary wewnątrz niej jast równe ciśnieniu otaczającej ją wody. Ze skrzyni wystają dwie rury, które prowadzą do zbieralnika pary nad kotłem. Jedną z nich, oznaczoną na rysunku literą A, para nasycona ze zbieralnika wpływa do przegrzewacza, gdzie przeciska się między wbudowanymi weń przegrodami, ogrzewa się od płomieniówek i wraca drugą rurą (oznaczoną na rysunku literą D) do specjalnej komory wbudowanej w zbieralnik pary. Wylot już przegrzanej pary z komory kontrolowany jest przez przepustnicę sterowaną z budki maszynisty. Za przepustnicą znajduje sie rura parowlotowa (oznaczona literą E), którą para dostaje się do cylindrów.

Temperaturę pary przegrzanej wskazuje zamontowany obok komory termometr, którego skala jest widoczna z budki maszynisty. U dołu skrzyni znajduje się wyprowadzony na zewnątrz kotła dren z kurkiem, za pomocą którego można łatwo opróżnić przegrzewacz z wody, która się tam zbiera gdy część pary skropli się wewnątrz przegrzewacza, co jest zjawiskiem niepożądanym, lub też gdy skrzynia przegrzewacza się rozszczelni.

Przegrzewacz tego typu można zamontować praktycznie do każdego parowozu i w zależności od jego wielkości i umiejscowienia w kotle osiągać dowolne stopnie przegrzania pary. Żadne przeróbki kotła nie są do tego potrzebne, a wielkość przegrzewacza można dopasować do wielkości kotła. Jego użycie może zwiększyć oszczędności węgla i wody nawet bardziej niż użycie przegrzewacza płomienicowego, nie rekompensuje to jednak trudności z jego obsługą, gdyż montaż, demontaż i wszelkie naprawy są bardzo trudne i czasochłonne, wymagają bowiem rozmontowania całego kotła. Standardowo oszczędność zużycia węgla wynosi 15-18%, a wody ca 20%.

Przegrzewacz jest bezobsługowy i nie wymaga od maszynisty żadnych czynności eksploatacyjnych poza okresowym wylaniem z niego wody na postoju. Nawet jednak jeśli przegrzewacz całkowicie się rozszczelni jazda jest dalej możliwa, tyle, że doprowadzona do cylindrów para nie jest już parą przegrzaną. Po otwarciu przepustnicy temperatura pary przegrzanej szybko rośnie, a po jej zamknięciu opada dość powoli (ca 1°C na minutę), tak więc na ponowny start parowozu rzadko brakuje pary przegrzanej.

Przegrzewacze Pielocka stosowano w niewielkich ilościach w Prusach, w Badenii, w Bawarii, we Włoszech, na Węgrzech i w Szwajcarii. Bardzo często jednak rezygnowano z nich na korzyść przegrzewaczy płomienicowych ze względu na bez porównania łatwiejszy dostęp i możliwości naprawy.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907.

Rys. 9. Przegrzewacz Pielocka wymontowany z kotła wraz z płomieniówkami.

Rys. 10. Budowa przegrzewacza Pielocka.

Jego budowę przedstawiają rys. 11 i rys. 12. Cała konstrukcja mieści się w dymnicy. Można go zamontować do każdego parowozu nie przerabiając kotła i jego zastosowanie nie zmniejsza pierwotnej powierzchni ogrzewalnej kotła. Składa się z dwóch odlewanych skrzyń oznaczonych na rysunku literami A. Każda ze skrzyń przegrzewa parę dla jednego cylindra. W każdej skrzyni znajdują się trzy sekcje rur przegrzewacza, każda z nich ma dwanaście rzędów po osiem rur w rzędzie. Rury wygięte są wzdłuż krzywizny dymnicy. Para nasycona wpływa od góry do skrzyni i przepływa rurami przegrzewacza w dół pierwszej sekcji, najbliższej kotła. Stamtąd w górę rurami drugiej, środkowej sekcji, a stąd w dół rurami trzeciej sekcji, najbliższej drzwi dymnicy, by stąd zostać grubą rurą skierowana do cylindra. Rury przegrzewacza są ogrzewane gazami spalinowymi z płomieniówek kierowanymi poprzez system przegród w skrzyniach tak, że przepływają od tyłu dymnicy do jej przodu, a stamtąd do komina. Przegrzewacz zużywa więc tylko to ciepło, które inaczej zostało by zmarnowane i uleciało do atmosfery kominem, więc nawet niewielki stopień przegrzania pary jaki udaje się w ten sposób osiągnąć jest czystym zyskiem.

Rzeczywiście stopień przegrzania pary osiągany za pomocą tego przegrzewacza nie jest duży i zależy w dużym stopniu od odpowiedniej izolacji cieplnej ścian dymnicy, żeby zapobiec stratom ciepła. Całkowita powierzchnia rur przegrzewacza jest dość duża, gdyż rur jest dużo (łącznie 6 x 12 x 8 = 576 odcinków), jednak temperatura gazów w dymnicy nie jest zbyt wysoka. Wystarcza to jednak, żeby znacznie podnieść wydajność kotła.

Źródła: J.F.Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907.

Rys. 11. Budowa przegrzewacza Baldwina - widok od frontu.

Rys. 12. Budowa przegrzewacza Baldwina - widok z góry i z boku.