എന്താണ് സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ്?

ആവിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ലോക്കോമോട്ടീവുകളാണ് ആവി ലോക്കോമോട്ടീവുകൾ. 19-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പകുതി മുതൽ 20-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പകുതി വരെ ആവി ലോക്കോമോട്ടീവുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.

1500 കളുടെ മധ്യത്തിൽ ജർമ്മനിയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിയ വാഗൺവേകളിൽ, ലോക്കോമോട്ടീവുകൾ കുതിരകൾ വലിക്കാൻ തുടങ്ങി. 1700-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ ആവി എഞ്ചിൻ കണ്ടുപിടിച്ചതോടെ, ഈ റോഡുകൾ റെയിൽവേ ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങി, 1804-ൽ ഇംഗ്ലണ്ടിൽ റിച്ചാർഡ് ട്രെവിത്തിക്കും ആൻഡ്രൂ വിവിയനും ചേർന്ന് ആദ്യത്തെ സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ് നിർമ്മിച്ചു. റെയിൽ‌വേ ഗേജുകൾക്ക് സമീപമുള്ള "പെനിഡാരെൻ" (മെർതിർ ടൈഡ്ഫിൽ) ട്രാം ലൈനിലാണ് ഈ ലോക്കോമോട്ടീവ് വെയിൽസിൽ പ്രവർത്തിച്ചത്. തുടർന്നുള്ള കാലയളവിൽ, വാഗൺവേയുടെ ഓപ്പറേറ്ററായ മിഡിൽടൺ റെയിൽവേയ്‌ക്കായി 1812-ൽ മാത്യു മുറെയുടെ ഇരട്ട സിലിണ്ടർ ലോക്കോമോട്ടീവ് നിർമ്മിച്ചു.

ഇംഗ്ലണ്ടിലെ ഈ സംഭവവികാസങ്ങൾ യു‌എസ്‌എയുടെ പ്രവർത്തനത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തി, 1829-ൽ, ബാൾട്ടിമോർ-ഓഹിയോ റെയിൽവേയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ അമേരിക്കൻ സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ് ടോം തമ്പ് ഈ പാതയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി, പക്ഷേ തമ്പ് ഒരു ട്രയൽ മോഡലായിരുന്നു, അത് സേവനത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തി. അമേരിക്കയിലെ സൗത്ത് കരോലിന റെയിൽ‌റോഡിന്റെ ഉദ്ഘാടന ചടങ്ങിൽ ചാൾസ്റ്റണിന്റെ ഏറ്റവും നല്ല സുഹൃത്ത് ആയിരുന്നു ആദ്യത്തെ വിജയകരമായ റെയിൽ‌റോഡ് ലോക്കോമോട്ടീവ്.

സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവിന്റെ വികസനം

ട്രെവിത്തിക്ക് ലോക്കോമോട്ടീവിന്റെ നിർമ്മാണത്തെ തുടർന്നുള്ള 25 വർഷങ്ങളിൽ, കൽക്കരി-വഹിക്കുന്ന റെയിൽവേയിൽ പരിമിതമായ എണ്ണം ആവി ലോക്കോമോട്ടീവുകൾ വിജയകരമായി ഉപയോഗിച്ചു. നെപ്പോളിയൻ യുദ്ധങ്ങളുടെ അവസാനത്തോടടുത്തുള്ള തീറ്റ വിലയിലുണ്ടായ ഈ വർദ്ധനവ് ഇതിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തി. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച Ievha റോഡുകൾക്ക് ആവി ലോക്കോമോട്ടീവിന്റെ ഭാരം താങ്ങാൻ പര്യാപ്തമല്ലാത്തതിനാൽ, വാഗൺ ചക്രങ്ങൾ ഇരിക്കുന്ന ഈ "L" സെക്ഷൻ റോഡുകൾ ഉടൻ തന്നെ പരന്ന ഉപരിതല റെയിലുകളും ഫ്ലേഞ്ച് ചക്രങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചു.

സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ് റോളർ

1814-ൽ, ജോർജ്ജ് സ്റ്റീഫൻസൺ, തന്റെ മുൻഗാമികളുടെ അനുഭവം വരച്ചുകൊണ്ട്, പാളങ്ങളിൽ പരന്ന പ്രതലങ്ങളുള്ള ലോക്കോമോട്ടീവുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ തുടങ്ങി. കൂടുതലോ കുറവോ മുമ്പത്തെ എല്ലാ ലോക്കോമോട്ടീവുകളിലും, സിലിണ്ടറുകൾ ലംബമായും ഭാഗികമായും ബോയിലറിൽ വെച്ചിരുന്നു. 1815-ൽ, സ്റ്റീഫൻസണും ലോഷും ഡ്രൈവ് പവർ പിസ്റ്റണിൽ നിന്ന് മെയിൻ ഡ്രൈവ് വീലിലേക്ക് ഗിയർ വീലുകൾ വഴി കൈമാറുന്നതിനുപകരം മുന്നിലുള്ള പ്രധാന ഡ്രൈവ് വീലുകളുള്ള ക്രാങ്കുകൾ വഴി സിലിണ്ടറുകളിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് ഡ്രൈവ് പവർ കൈമാറുന്നതിനുള്ള ആശയം പേറ്റന്റ് ചെയ്തു. ഗിയർ വീലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡ്രൈവിംഗ് പവർ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്ന മെക്കാനിസം, ഒരു ഞെട്ടിക്കുന്ന ചലനത്തിന് കാരണമായി, പ്രത്യേകിച്ച് വലിയ പല്ലുകളിൽ തേയ്മാനം സംഭവിക്കുമ്പോൾ. സിലിണ്ടറിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് വൈദ്യുതി കൈമാറുന്ന സംവിധാനം മെലിഞ്ഞതാണ്, ഡിസൈനർമാർക്ക് കൂടുതൽ സ്വാതന്ത്ര്യം നൽകുന്നു.

സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ് ബോയിലറുകൾ

പ്ലെയിൻ ട്യൂബിന്റെ രൂപത്തിലായിരുന്ന ലോക്കോമോട്ടീവ് ബോയിലറുകൾ ഒരു ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ട്യൂബ് രൂപമായി മാറി, തുടർന്ന് നിരവധി പൈപ്പുകൾ സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു വലിയ തപീകരണ ഉപരിതലം നൽകുന്നു. ഈ അവസാന രൂപത്തിൽ, അടുപ്പിന്റെ വശത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന സമാനമായ പ്ലേറ്റിൽ പൈപ്പുകളുടെ ഒരു പരമ്പര ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. സിലിണ്ടറുകളിൽ നിന്നുള്ള നീരാവി പുകയുടെ അറ്റത്ത് നിന്ന് പൈപ്പുകളിലൂടെ ചിമ്മിനിയിലേക്ക് പോകുമ്പോൾ ഒരു സ്ഫോടനത്തിന് കാരണമായി, അങ്ങനെ ലോക്കോമോട്ടീവ് ചലനത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ തീ സജീവമായി നിലനിർത്തി. ലോക്കോമോട്ടീവ് നിശ്ചലമായി നിൽക്കുമ്പോൾ, ഒരു ബ്രെയ്ഡ് ഉപയോഗിച്ചു. ലിവർപൂൾ ആൻഡ് മാഞ്ചസ്റ്റർ കമ്പനിയുടെ അക്കൗണ്ടന്റായ ഹെൻറി ബൂത്ത് 1827-ൽ മൾട്ടിട്യൂബ് ബോയിലർ എന്ന കൂടുതൽ വികസനത്തിന് പേറ്റന്റ് നേടി. സ്റ്റീഫൻസൺ തന്റെ റോക്കറ്റ് ലോക്കോമോട്ടീവിലും കണ്ടുപിടുത്തം ഉപയോഗിച്ചു (എന്നാൽ ചെമ്പ് പൈപ്പുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന അവസാന പ്ലേറ്റുകളിലെ കണക്റ്റിംഗ് കോളറുകൾ വെള്ളം കയറാത്തതാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ആദ്യം വളരെ സമയമെടുത്തു).

1830 ന് ശേഷം ആവി ലോക്കോമോട്ടീവ് ഇന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന രൂപമെടുത്തു. പുക വരുന്ന അറ്റത്ത് സിലിണ്ടറുകൾ തിരശ്ചീനമായോ ചെറുതായി ചരിഞ്ഞോ സ്ഥാപിച്ചു, ചൂള കത്തുന്ന അറ്റത്താണ് ഫയർമാന്റെ സ്ഥാനം.

സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവിന്റെ ചേസിസ്

സിലിണ്ടറുകളും ആക്‌സിലുകളും ഘടിപ്പിക്കുന്നതോ ബോയിലറിന് കീഴിൽ നേരിട്ട് സ്ഥാപിക്കുന്നതോ അവസാനിപ്പിച്ചതിനാൽ, വിവിധ ഭാഗങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് പിടിക്കാൻ ഒരു ഫ്രെയിം നിർമ്മിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ബ്രിട്ടീഷ് ലോക്കോമോട്ടീവുകളിൽ ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ച ബാർ ഫ്രെയിം താമസിയാതെ യുഎസ്എയിലും പ്രയോഗിച്ചു, ഇത് ഇരുമ്പിൽ നിന്ന് കാസ്റ്റ് സ്റ്റീലിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്തു. ഫ്രെയിമിന് പുറത്ത് റോളറുകൾ സ്ഥാപിച്ചു. ഇംഗ്ലണ്ടിൽ, ബാർ ഫ്രെയിമിന് പകരം പ്ലേറ്റ് ഫ്രെയിം ഉപയോഗിച്ചു. ഇതിൽ, റോളറുകൾ ഫ്രെയിമിനുള്ളിൽ സ്ഥാപിക്കുകയും ഫ്രെയിമുകൾക്കായി സ്പ്രിംഗ് സസ്പെൻഷനുകളും (ഹെലിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ ലീഫ് ആകൃതിയിലുള്ളത്) ആക്സിലുകൾ പിടിക്കാൻ ആക്സിൽ ബെയറിംഗുകളും (ലൂബ്രിക്കേറ്റഡ് ബെയറിംഗ്) ഉണ്ടായിരുന്നു.

1860 ന് ശേഷം, ബോയിലർ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉരുക്ക് ഉപയോഗിച്ചതോടെ ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ സാധിച്ചു. 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തോടെ, ലോക്കോമോട്ടീവുകളിൽ 12 ബാർ മർദ്ദം സാധാരണമായി. സംയുക്ത ലോക്കോമോട്ടീവുകളിൽ, 3,8 ബാറിന്റെ മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ചു. ഈ ഹർ യുഗത്തിൽ ഈ സമ്മർദ്ദം 17,2 ബാറായി ഉയർന്നു. 1890-ൽ എക്സ്പ്രസ് ലോക്കോമോട്ടീവുകളുടെ സിലിണ്ടറുകൾ 51 സെന്റീമീറ്റർ വ്യാസവും 66 സെന്റീമീറ്റർ സ്ട്രോക്കും ഉണ്ടാക്കി. പിന്നീട്, യുഎസ്എ പോലുള്ള രാജ്യങ്ങളിൽ, സിലിണ്ടറിന്റെ വ്യാസം 81 സെന്റിമീറ്ററായി വർദ്ധിക്കുകയും ലോക്കോമോട്ടീവുകളും വാഗണുകളും വലുതാക്കാൻ തുടങ്ങി.

ആദ്യത്തെ ലോക്കോമോട്ടീവുകൾക്ക് ആക്സിൽ പവർ പമ്പുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, എഞ്ചിൻ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ ഇവ പ്രവർത്തിക്കൂ. 1859-ൽ ഇൻജക്ടർ കണ്ടെത്തി. ബോയിലറിൽ നിന്നുള്ള നീരാവി (അല്ലെങ്കിൽ പിന്നീട് എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് നീരാവി) വലിയ കോൺ ആകൃതിയിലുള്ള നോസിലിൽ നിന്ന് (ഡിഫ്യൂസർ) ഒഴുകുന്നു, ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ വെള്ളം ബോയിലറിലേക്ക് നിറയ്ക്കുന്നു. ഒരു "ചെക്ക് വാൽവ്" (വൺ-വേ വാൽവ്) ബോയിലറിനുള്ളിൽ നീരാവി സൂക്ഷിച്ചു. ഉണങ്ങിയ നീരാവി ബോയിലറിന്റെ മുകളിൽ നിന്ന് എടുത്ത് ഒരു സുഷിരമുള്ള പൈപ്പിൽ അല്ലെങ്കിൽ ബോയിലറിന്റെ മുകളിലെ ഒരു പോയിന്റിൽ നിന്ന് ശേഖരിച്ച് നീരാവി മേൽക്കൂരയിൽ ശേഖരിക്കുന്നു. ഈ ഉണങ്ങിയ നീരാവി പിന്നീട് ഒരു റെഗുലേറ്ററിലേക്ക് മാറ്റി, അത് ഉണങ്ങിയ നീരാവി വിതരണത്തെ നിയന്ത്രിച്ചു. സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവുകളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട വികസനം സൂപ്പർഹീറ്റിംഗ് ആമുഖമായിരുന്നു.

ഗ്യാസ് പൈപ്പിലൂടെ നീരാവി ചൂളയിലേക്കും പിന്നീട് ബോയിലറിന്റെ മുൻവശത്തുള്ള കളക്ടറിലേക്കും കൊണ്ടുപോകുന്ന വളഞ്ഞ പൈപ്പ് വിൽഹെം ഷ്മിത്ത് കണ്ടുപിടിച്ചതും മറ്റ് എഞ്ചിനീയർമാർ ഉപയോഗിച്ചതുമാണ്. ഇന്ധനത്തിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ജലത്തിൽ, ലാഭം ഉടനടി പ്രകടമായി. ഉദാഹരണത്തിന്, 12 ബാർ മർദ്ദത്തിലും 188 °C താപനിലയിലും 'പൂരിത' നീരാവി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു; ഈ നീരാവി സിലിണ്ടറുകളിൽ അതിവേഗം വികസിക്കുകയും മറ്റൊരു 93 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് ചൂടാക്കുകയും ചെയ്തു. അങ്ങനെ, 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിൽ, 15% ചെറിയ കട്ട്-ഓഫ് സമയങ്ങളിൽ പോലും ഉയർന്ന വേഗതയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ ലോക്കോമോട്ടീവുകൾക്ക് കഴിഞ്ഞു. സ്റ്റീൽ വീലുകൾ, ഫൈബർഗ്ലാസ് ബോയിലർ ലൈനിംഗ്, ലോംഗ്-പിച്ച് പിസ്റ്റൺ വാൽവുകൾ, ഡയറക്ട് സ്റ്റീം പാസേജുകൾ, സൂപ്പർ ഹീറ്റിംഗ് എന്നിവ സ്റ്റീം ലോക്കോമോട്ടീവ് ആപ്ലിക്കേഷന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തിലേക്ക് സംഭാവന ചെയ്തു.

ബോയിലറിൽ നിന്നുള്ള ആവി മറ്റ് ആവശ്യങ്ങൾക്കും ഉപയോഗിച്ചു. ട്രാക്ഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഫ്ലഷിംഗിന് പകരം, സ്റ്റീം "സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ്" 1887-ൽ അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ഘർഷണ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിച്ചു. മെഷീനിൽ നിന്നുള്ള വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സ്റ്റീം പമ്പ് വിതരണം ചെയ്യുന്ന കംപ്രസ് ചെയ്ത വായു ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രധാന ബ്രേക്കുകൾ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കിയത്. കൂടാതെ, പൈപ്പുകൾ വഴി വാഗണുകളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്ന നീരാവി ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കുകയും സ്റ്റീം ഡൈനാമോസിൽ നിന്ന് (ജനറേറ്റർ) വൈദ്യുത വെളിച്ചം ലഭിക്കുകയും ചെയ്തു.