Топка Бельпера

То́пка Бельпе́ра — тип паровозной топки, характерной особенностью которой является плоская форма потолков топочного кожуха и огневой коробки. Топка данного типа была предложена бельгийским инженером Альфредом Жюлем Бельпером (Alfred Jules Belpaire) в 1860 году, в честь которого и получила своё название.

А. Бельпер ставил целью возможность размещения в котле огневой коробки, объём которой был бы значительно больше, чем у широко распространённых паровозных котлов с топками Крамптона, не увеличивая при этом общие габариты котла. Это было продиктовано стремлением улучшить отопление паровозов низкосортным топливом.

Конструкция топки Бельпера в целом оказалась удачной. Увеличение размеров огневой коробки, помимо улучшения сжигания топлива, дало возможность разместить в котле большее число дымогарных труб, увеличивая поверхности как лучистого, так и конвективного теплообмена. Кроме того, прямоугольная форма топочного кожуха с плоским потолком дала топкам Бельпера и другое важное преимущество. Зеркало испарения над потолком огневой коробки имеет площадь значительно бо́льшую, чем в топках Крамптона, и остаётся неизменным независимо от уровня воды в котле. Поскольку топка в паровозном котле является областью наиболее интенсивного парообразования, большая площадь зеркала испарения над ней делает парообразование более спокойным, что способствует уменьшению влажности пара. Вертикальные (или лишь слегка наклонные) боковые стенки кожуха в надтопочной части не затрудняют выход пузырьков пара, образующихся у боковых стенок огневой коробки.

Топки Бельпера имеют и существенные недостатки. Практически вся топка состоит из плоских поверхностей, и для предотвращения их выпучивания котловым давлением необходимо применение дополнительных контрфорсов, продольных и наклонных тяжей, а также поперечных сквозных тяжей (как правило, в топках данного типа их установлено два ряда), скрепляющих кожух в надтопочной части. Перечисленные элементы достаточно массивны и значительно увеличивают вес топки, что делает топки Бельпера малопригодными для мощных паровозов с крупногабаритными котлами. У топок Бельпера несколько более сложное соединение с цилиндрической частью котла из-за наличия так называемого смычного листа в верхней передней части. Также существуют некоторые трудности с промывкой котла от накипи - надтопочные тяжи несколько затрудняют очистку потолка огневой коробки.

Применение топки Бельпера является оптимальным решением в том случае, когда от котла при относительно небольших его габаритах требуется достижение возможно большего объёма парового пространства и минимальной влажности пара, а также при отоплении дровами и длиннопламенными углями, требующими для качественного сгорания достаточно большого объёма топки.

Несмотря на перечисленные недостатки топок Бельпера, их очевидные преимущества были по достоинству оценены многими инженерами-конструкторами паровозов, в том числе и отечественными. В частности, явным приверженцем топок именно этого типа был создатель паровоза серии Э и других локомотивов В.И. Лопушинский. Топки с плоскими потолками применялись на таких сериях русских паровозов, как Б, Г, М, Л^п, С, С^У, У, Ш, Щ, Э всех индексов, Ѳ (фита). Топка Бельпера была применена также на мощном узкоколейном паровозе типа 157, что для паровозов узкой колеи является исключительной редкостью.

С 1930-х годов в отечественном паровозостроении наметилась тенденция к резкому увеличению мощности локомотивов, что неизбежно влекло за собой увеличение габаритов паровозных котлов. Топка Бельпера в этом случае была бы чрезмерно тяжёлой и громоздкой. По этой причине на вновь проектируемых отечественных паровозах топки с плоскими потолками отныне и в дальнейшем не применялись (здесь отечественные конструкторы перенимали американский опыт мощного паровозостроения). Топками Бельпера продолжали оснащаться лишь ранее спроектированные паровозы, строительство которых продолжалось наряду с машинами новых серий.

Наиболее широкое распространение топки Бельпера получили в паровозостроении Бельгии, Великобритании, Российской империи и СССР. В отечественном паровозостроении они наиболее широко применялись в 1900-е - 1920-е годы.

Из отечественных паровозов, оснащённых топками Бельпера, до нашего времени сохранились локомотивы Э всех индексов, С (в единственном экземпляре, № 68 постройки Невского завода, 1913 г.), У (в единственном экземпляре, №127) и С^У. Многие из них находятся в рабочем состоянии.

Литература

• И. М. Струженцов. Конструкции топки и её кожуха // Конструкции паровозов. — Центральное управление учебными заведениями. — Москва: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937. — С. 61—64.

Отрывок, характеризующий Топка Бельпера

– Вишь, полыхает, – сказал один, – это, господа, в Москве пожар: либо в Сущевской, либо в Рогожской.
Никто не ответил на это замечание. И довольно долго все эти люди молча смотрели на далекое разгоравшееся пламя нового пожара.
Старик, графский камердинер (как его называли), Данило Терентьич подошел к толпе и крикнул Мишку.
– Ты чего не видал, шалава… Граф спросит, а никого нет; иди платье собери.
– Да я только за водой бежал, – сказал Мишка.
– А вы как думаете, Данило Терентьич, ведь это будто в Москве зарево? – сказал один из лакеев.
Данило Терентьич ничего не отвечал, и долго опять все молчали. Зарево расходилось и колыхалось дальше и дальше.
– Помилуй бог!.. ветер да сушь… – опять сказал голос.
– Глянь ко, как пошло. О господи! аж галки видно. Господи, помилуй нас грешных!
– Потушат небось.
– Кому тушить то? – послышался голос Данилы Терентьича, молчавшего до сих пор. Голос его был спокоен и медлителен. – Москва и есть, братцы, – сказал он, – она матушка белока… – Голос его оборвался, и он вдруг старчески всхлипнул. И как будто только этого ждали все, чтобы понять то значение, которое имело для них это видневшееся зарево. Послышались вздохи, слова молитвы и всхлипывание старого графского камердинера.


Камердинер, вернувшись, доложил графу, что горит Москва. Граф надел халат и вышел посмотреть. С ним вместе вышла и не раздевавшаяся еще Соня, и madame Schoss. Наташа и графиня одни оставались в комнате. (Пети не было больше с семейством; он пошел вперед с своим полком, шедшим к Троице.)
Графиня заплакала, услыхавши весть о пожаре Москвы. Наташа, бледная, с остановившимися глазами, сидевшая под образами на лавке (на том самом месте, на которое она села приехавши), не обратила никакого внимания на слова отца. Она прислушивалась к неумолкаемому стону адъютанта, слышному через три дома.
– Ах, какой ужас! – сказала, со двора возвративись, иззябшая и испуганная Соня. – Я думаю, вся Москва сгорит, ужасное зарево! Наташа, посмотри теперь, отсюда из окошка видно, – сказала она сестре, видимо, желая чем нибудь развлечь ее. Но Наташа посмотрела на нее, как бы не понимая того, что у ней спрашивали, и опять уставилась глазами в угол печи. Наташа находилась в этом состоянии столбняка с нынешнего утра, с того самого времени, как Соня, к удивлению и досаде графини, непонятно для чего, нашла нужным объявить Наташе о ране князя Андрея и о его присутствии с ними в поезде. Графиня рассердилась на Соню, как она редко сердилась. Соня плакала и просила прощенья и теперь, как бы стараясь загладить свою вину, не переставая ухаживала за сестрой.
– Посмотри, Наташа, как ужасно горит, – сказала Соня.
– Что горит? – спросила Наташа. – Ах, да, Москва.
И как бы для того, чтобы не обидеть Сони отказом и отделаться от нее, она подвинула голову к окну, поглядела так, что, очевидно, не могла ничего видеть, и опять села в свое прежнее положение.
– Да ты не видела?
– Нет, право, я видела, – умоляющим о спокойствии голосом сказала она.
И графине и Соне понятно было, что Москва, пожар Москвы, что бы то ни было, конечно, не могло иметь значения для Наташи.
Граф опять пошел за перегородку и лег. Графиня подошла к Наташе, дотронулась перевернутой рукой до ее головы, как это она делала, когда дочь ее бывала больна, потом дотронулась до ее лба губами, как бы для того, чтобы узнать, есть ли жар, и поцеловала ее.
– Ты озябла. Ты вся дрожишь. Ты бы ложилась, – сказала она.
– Ложиться? Да, хорошо, я лягу. Я сейчас лягу, – сказала Наташа.
С тех пор как Наташе в нынешнее утро сказали о том, что князь Андрей тяжело ранен и едет с ними, она только в первую минуту много спрашивала о том, куда? как? опасно ли он ранен? и можно ли ей видеть его? Но после того как ей сказали, что видеть его ей нельзя, что он ранен тяжело, но что жизнь его не в опасности, она, очевидно, не поверив тому, что ей говорили, но убедившись, что сколько бы она ни говорила, ей будут отвечать одно и то же, перестала спрашивать и говорить. Всю дорогу с большими глазами, которые так знала и которых выражения так боялась графиня, Наташа сидела неподвижно в углу кареты и так же сидела теперь на лавке, на которую села. Что то она задумывала, что то она решала или уже решила в своем уме теперь, – это знала графиня, но что это такое было, она не знала, и это то страшило и мучило ее.
– Наташа, разденься, голубушка, ложись на мою постель. (Только графине одной была постелена постель на кровати; m me Schoss и обе барышни должны были спать на полу на сене.)
– Нет, мама, я лягу тут, на полу, – сердито сказала Наташа, подошла к окну и отворила его. Стон адъютанта из открытого окна послышался явственнее. Она высунула голову в сырой воздух ночи, и графиня видела, как тонкие плечи ее тряслись от рыданий и бились о раму. Наташа знала, что стонал не князь Андрей. Она знала, что князь Андрей лежал в той же связи, где они были, в другой избе через сени; но этот страшный неумолкавший стон заставил зарыдать ее. Графиня переглянулась с Соней.
– Ложись, голубушка, ложись, мой дружок, – сказала графиня, слегка дотрогиваясь рукой до плеча Наташи. – Ну, ложись же.
– Ах, да… Я сейчас, сейчас лягу, – сказала Наташа, поспешно раздеваясь и обрывая завязки юбок. Скинув платье и надев кофту, она, подвернув ноги, села на приготовленную на полу постель и, перекинув через плечо наперед свою недлинную тонкую косу, стала переплетать ее. Тонкие длинные привычные пальцы быстро, ловко разбирали, плели, завязывали косу. Голова Наташи привычным жестом поворачивалась то в одну, то в другую сторону, но глаза, лихорадочно открытые, неподвижно смотрели прямо. Когда ночной костюм был окончен, Наташа тихо опустилась на простыню, постланную на сено с края от двери.