قاطرة بدون نار

القاطرة عديمة النار هي نوع من القاطرات التي تستخدم محركات ترددية تعمل بخزان من الهواء المضغوط أو البخار، والذي يُملأ على فترات من مصدر خارجي. تتميز هذه القاطرات بمزايا عديدة مقارنةً بالقاطرات البخارية التقليدية ، منها انخفاض التكلفة لكل وحدة، والنظافة، وانخفاض مخاطر الحريق أو انفجار المرجل ؛ إلا أن هذه المزايا يقابلها الحاجة إلى مصدر لإعادة ملء القاطرة، والمدى المحدود الذي يوفره الخزان. [ 1 ]
كانت هذه الأجهزة مرغوبة في الحالات التي يكون فيها الدخان المنبعث من غرفة الاحتراق شديد السمية، أو حيث يوجد خطر نشوب حريق أو انفجار. [ 1 ] وكان استخدامها شائعًا في المناجم، أو مصانع الأغذية أو الكيماويات. كما استُخدمت أيضًا في الأماكن التي يتوفر فيها مصدر للهواء أو البخار بسهولة، ولنقل الأحمال داخل مناطق محدودة، مثل ساحة التحويل أو داخل المصانع.
استُبدلت هذه القاطرات في نهاية المطاف، في معظم الاستخدامات، بقاطرات تعمل بالديزل والكهرباء التي تعمل بالبطاريات والمجهزة بأجهزة حماية؛ وتُعرف هذه القاطرات باسم القاطرات المقاومة للهب . [ 2 ] ولا تزال تُستخدم بشكل محدود في المصانع التي تُنتج كميات كبيرة من البخار الزائد، حيث لا تتطلب مهام القاطرة الابتعاد كثيرًا عن مصدر البخار.
تاريخ
حاول جون فاولر صنع قاطرة "طوب ساخن" لسكك حديد لندن متروبوليتان ، لكن التجارب التي أجريت في الفترة 1861-1862 أثبتت أن الفكرة لم تكن ناضجة بعد، وقد أطلق على هذا الفشل المحرج فيما بعد لقب "شبح فاولر" .
كان أحد التطبيقات المبكرة للقاطرات عديمة اللهب في خطوط الترام في الولايات المتحدة. طوّر إميل لام نوعين من هذه القاطرات، [ 3 ] [ 4 ] أحدهما يعمل بالأمونيا والآخر بالبخار المخزّن. [ 5 ] أسس لام شركتين: شركة الأمونيا والدفع الحراري الخاص في أمريكا عام 1872، وشركة لام للمحركات عديمة اللهب (بالاشتراك مع سيلفستر ل. لانغدون) عام 1874. [ 6 ] لاقت محركات لام عديمة اللهب رواجًا لفترة وجيزة في كل من الولايات المتحدة وفرنسا، لكن سرعان ما حلت محلها الترامات الكهربائية . بُنيت القاطرات الفرنسية بالتعاون مع ليون فرانك ، تحت اسم لام وفرانك .
ثمّ حظي نظام التشغيل بدون نار بفرصة جديدة للنجاح في قاطرات المناورة الصناعية . إذ يُمكن لأي مصنع يمتلك غلاية ثابتة استخدامها لتزويد قاطرة بخارية تعمل بدون نار بالطاقة اللازمة لعمليات المناورة الداخلية. وقد لاقت قاطرات المناورة التي تعمل بدون نار رواجًا كبيرًا، لا سيما في ألمانيا، وظلّ بعضها في الخدمة حتى ستينيات القرن العشرين. كانت قاطرات المناورة الصناعية التي تعمل بدون نار عادةً من نوع 0-4-0 أو 0-6-0، ولكن تمّ بناء بعض القاطرات من نوع 0-8-0 ، من قِبل شركات مثل هايسلر . وتُعدّ قاطرة "D" من شركة بنسلفانيا للطاقة والضوء، المعروضة في المعرض أدناه، مثالًا على قاطرة هايسلر التي تعمل بدون نار من نوع 0-8-0. [ 7 ]
اعتبارًا من عام 2020، تم استخدام قاطرات بدون نار لمناورة قطارات نقل الفحم الثقيلة لمحطة الطاقة الحرارية في مدينة مانهايم الألمانية .
أنواع قوة الدفع
بخار

تُشبه قاطرة البخار عديمة الاحتراق قاطرة البخار التقليدية ، لكنها مزودة بخزان، يُعرف باسم مُجمِّع البخار ، بدلاً من المرجل . يُملأ هذا الخزان بماء مُحمَّص تحت ضغط عالٍ من مرجل ثابت. تعمل القاطرة كقاطرة بخار تقليدية باستخدام البخار عالي الضغط فوق الماء في المُجمِّع. مع استهلاك البخار وانخفاض الضغط، يغلي الماء المُحمَّص، ليحل محل البخار المُستهلك. يمكن للقاطرة العمل بهذه الطريقة حتى ينخفض الضغط إلى أدنى مستوى مُفيد أو ينفد الماء، وعندها يجب إعادة تعبئته.
تتميز قاطرات البخار الأوروبية عديمة النار عادةً بوجود أسطوانات الوقود في الخلف، بينما تتميز القاطرات الأمريكية بوجودها في المقدمة، كما هو الحال في القاطرات التقليدية. ومن أبرز مصنعي قاطرات البخار عديمة النار في المملكة المتحدة أندرو باركلي و دبليو جي باغنال .
الهواء المضغوط
خارج سويسرا، بُنيت أول قاطرة تعمل بالهواء المضغوط عام ١٨٩٠، وبحلول عام ١٨٩٥، طُوّرت المبادئ الأساسية لمحركات الهواء المضغوط عالية الكفاءة. وكان من أهم الإنجازات الهندسية تطوير صمام التخفيض والإيقاف الذي يحافظ على ضغط هواء منتظم للمحرك، حتى مع انخفاض الضغط في خزان التخزين أثناء الاستخدام. [ ٨ ] استُخدمت قاطرات الهواء المضغوط لسنوات عديدة، لا سيما في المناجم ، [ ٩ ] ولكنها استُخدمت أيضًا في خطوط الترام . (انظر نظام ميكارسكي )
هجين
تم بناء العديد من القاطرات الهجينة التي استخدمت النار لجزء من الوقت، مثل قاطرة "شبح" لفولر التابعة لقطار متروبوليتان في لندن عام 1861، أو التي استخدمت النار لتسخين البخار المخزن إلى درجة حرارة عالية ، مثل قاطرات "ريسيفر" التي بنتها شركة "سنتينل واجن ووركس" . ولم ينجح أي منها.
ترتيب العجلات
معظم القاطرات عديمة النار كانت من نوع 0-4-0 أو 0-6-0، ولكن وُجدت بعض القاطرات من نوع 0-8-0 ، وحتى عدد قليل من نوع 0-10-0 . استُخدمت حوالي قاطرات عديمة النار من نوع 0-10-0 بعرض 600 مم ( قدم واحدة و11 و 5 / 8 بوصة ) من إنتاج شركة هينشل الألمانية في بناء سكة حديد بغداد ، على الأرجح لتجنب خطر التسمم بأول أكسيد الكربون أثناء حفر الأنفاق. [ 10 ]
قامت شركة ألمانية أخرى، هي هوهنزولرن ، ببناء بعض قاطرات البخار المفصلية عديمة النار ذات كابينة في كل طرف. تم تزويد عربة واحدة فقط بالطاقة، مما جعل ترتيب العجلات B-2 .
قامت شركة سكك حديد الغرب الفرنسية (Chemins de fer de L'Ouest) أيضاً ببناء قاطرات تعمل بالهواء المضغوط بترتيب عجلات B′B′ لنفق مودون في أوائل القرن العشرين، وعلى الرغم من تشابهها الكبير مع قاطرات الديزل والكهرباء، سواء من حيث ترتيب العجلات أو وجود كابينة في كل طرف، إلا أنها لم تحقق نجاحاً يُذكر، وتم تفكيكها جميعاً بحلول عام 1910، واستُبدلت بقاطرات كهربائية أبسط. [ 11 ]
الاستخدام الحالي
أصبحت قاطرات البخار التقليدية قديمة الطراز في خمسينيات القرن العشرين في الولايات المتحدة، وطوال الفترة من الستينيات إلى التسعينيات في أوروبا، وحلت محلها إلى حد كبير قاطرات الديزل أو الكهرباء. ومع ذلك، فإن للبخار عديم الاحتراق مزاياه، لا سيما في الأماكن التي يتوفر فيها مصدر وفير ورخيص للبخار، كما هو الحال في المواقع الصناعية، ومحطات توليد الطاقة الحرارية ، أو محطات حرق النفايات ، حيث تُستخدم قاطرات البخار عديمة الاحتراق في عمليات المناورة بتكلفة منخفضة للغاية.
وبما أنها لا تنبعث منها أي عوادم باستثناء البخار، فيمكنها أن تدخل إلى المباني دون تعريض القوى العاملة للخطر بالأبخرة الضارة.
بالنظر إلى أن قاطرات المناورة تعمل عادةً لحوالي 10% فقط من الوقت، بينما تقضي 90% منه في انتظار العمل، فإن قاطرة الديزل ، التي تبقى في وضع الخمول معظم الوقت، تستهلك كمية كبيرة من الوقود دون إنتاج أي طاقة. [ 12 ] يمكن لمراكم البخار الحديث المعزول جيدًا الحفاظ على الضغط لساعات طويلة، ومع ذلك يكون جاهزًا لتوفير قوة الجر فورًا. وبالتالي، يمكن أن تكون تكلفة تشغيل قاطرة المناورة البخارية عديمة الاحتراق أقل بكثير من تكلفة قاطرة الديزل المماثلة، وهي بديل صديق للبيئة لمحرك الاحتراق الداخلي. [ 13 ]
تُعدّ القاطرات عديمة النار أكثر أمانًا من قاطرات البخار التقليدية، فضلًا عن التخلص من مخاطر الاشتعال. والسبب الرئيسي لانفجار غلاية القاطرة هو نفاد ماء الغلاية، نتيجة الإهمال أو الاستخدام المفرط، مما يُعرّض الصفيحة العلوية مباشرةً للهب غرفة الاحتراق دون تأثير التبريد الذي يوفره الماء، ما يُضعفها حتى تصل إلى حدّ الانهيار. تُزيل القاطرة عديمة النار هذا الخطر، فإذا نفد منها الماء الكافي، تتوقف عن الحركة ببساطة، مع ضرورة اتخاذ الاحتياطات اللازمة كما هو الحال مع أي وعاء ضغط آخر . علاوة على ذلك، لا تتطلب هذه القاطرات مراقبة دقيقة لمستويات الماء وضغط الغلاية، أو توزيعًا دقيقًا للفحم في غرفة الاحتراق لضمان الاحتراق الفعال، وبالتالي يُمكن تشغيلها بواسطة طاقم أقل مهارة، دون الحاجة إلى مهندس قاطرات ومساعده مؤهلين تأهيلًا كاملًا.
ألمانيا
أنتجت العديد من شركات تصنيع القاطرات محركات تعمل بدون نار طوال القرن العشرين. واستمرت شركة ماينينجن لصناعة القاطرات البخارية في إنتاجها حتى ثمانينيات القرن الماضي. ولا تزال بعض هذه القاطرات قيد الاستخدام اليومي حتى عام 2021. ومن الأمثلة على ذلك محطة توليد الطاقة الكبيرة التي تعمل بالفحم في مانهايم ، حيث يُنقل الفحم بالسكك الحديدية في قطارات طويلة من عربات نقل الفحم ذاتية التفريغ. وتُستخدم ثلاث قاطرات تعمل بدون نار لمناورة عربات نقل الفحم داخل المحطة.
فضّلت ألمانيا الشرقية استخدام مخزونها الوفير من الليغنيت بدلاً من الوقود المستورد، فاستخدمت المحركات عديمة الاحتراق على نطاق واسع. وقد تم بناء سلسلة من 200 قاطرة عديمة الاحتراق في مصنع RAW Meiningen حتى ثمانينيات القرن الماضي.
أندونيسيا
في عام 1882، بدأ خط الترام البخاري في باتافيا (جاكرتا) Nederlands-Indische Tramweg Maatschappij هذا الجر بسلسلة من 20 محركًا بدون نار، تم توريدها من قبل شركة Hohenzollern الألمانية بمقياس المسار 1188 والأرقام التسلسلية من 244 إلى 263، والمصنفة من I إلى XX .
في عام 2017، استخدم مصنع سكر سيمبورو في جيمبر ، شرق جاوة [ 14 ] قاطرتين تعملان بدون نار بسبب وجود تفل قصب السكر القابل للاشتعال . صُنعت القاطرتان من قبل شركة أورنشتاين وكوبل في ألمانيا عامي 1928 و1929 [ 15 ] ، واستُخدمتا في عمليات المناورة داخل المصنع. [ 16 ]
استخدم مصنع سكر باجوتان في ماديون ، في شرق جاوة أيضًا، ثلاث قاطرات محورية من نوع لوتيرمولر ، مرقمة 6 و7 و8. كانت هذه قاطرات بخارية تقليدية تم تحويلها إلى التشغيل بدون نار في عام 2011. [ 17 ]
سويسرا

أدى بناء نفق غوتهارد الذي يبلغ طوله 15 كم (9.3 ميل) (1872-1882) إلى إدخال قاطرات تعمل بالهواء المضغوط. [ 18 ]
استخدمت سويسرا محركات قديمة تعمل بدون نار في الصناعة، مثل مصانع الجعة، والتي تم إيقاف استخدامها في القرن العشرين. وفي القرن الحادي والعشرين، قامت شركة Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik [ 19 ] بتجديد قاطرتين من طراز Meiningen الألماني وتحديثهما لاستخدامهما على خطوط السكك الحديدية الصناعية.
الحفاظ على
تم الحفاظ على العديد من الأمثلة في جميع أنحاء العالم.
ألمانيا
تحتوي ويكيبيديا الألمانية على قائمة بقاطرات البخار التي تعمل بالوقود والتي تم الحفاظ عليها في ألمانيا. وتشمل هذه القائمة أكثر من 100 قاطرة محفوظة تعمل بدون نار، منها 8 قاطرات لا تزال تعمل. [ 20 ]
المكسيك
يضم متحف سكة حديد مدينة مكسيكو قاطرة بخارية بدون نار من طراز دافنبورت رقم 013 "سين فويغو". وقد تبرعت بها شركة بيمكس، وعملت من أربعينيات القرن العشرين إلى تسعينياته في مصفاة 18 دي مارزو. [ 21 ]
جنوب أفريقيا
احتفظت هيئة إمداد الكهرباء في جنوب إفريقيا (إسكوم) بقاطرتين بخاريتين بدون نار. وهما باغنال 0-6-0F رقم 2571 من عام 1937 وهاوثورن ليزلي 0-4-0F رقم 3858 من عام 1935.
المملكة المتحدة
ومن الأمثلة البارزة على ذلك قاطرة "لورد آشيلد" ( من أعمال أندرو باركلي رقم 1989 لعام 1930) الموجودة في متحف العلوم والصناعة في مانشستر . وقد عملت هذه القاطرة بشكل محدود في التسعينيات، حيث كانت تتشارك مصدر البخار مع المعروضات الثابتة. [ 22 ]
أعادت مجموعة الحفاظ على سكة حديد آيرشاير بناء قاطرة أندرو باركلي 0-4-0 عديمة الوقود (رقم المصنع 1952 لعام 1928). عادت القاطرة إلى الخدمة في عام 2015، وتعمل كجزء من قطار شحن تجريبي. [ 23 ]
الولايات المتحدة
يضم متحف النقل في ولاية كارولينا الشمالية في سبنسر قاطرة بخارية بدون نار، وهي قاطرة الطاقة والضوء رقم 3 من نوع 0-4-0 التابعة لشركة كارولينا الشمالية.
تم الحفاظ على ثلاث قاطرات تحويل بدون نار من طراز National Cash Register 0-4-0: اثنتان، تحملان اسمي دايتون وروبيكون، في منتزه كاريلون التاريخي في دايتون، أوهايو ، [ 24 ] وواحدة، تحمل اسم ساوث بارك، في المتحف الوطني للنقل في كيركوود، ميسوري.
تم الحفاظ على قاطرة "D" من نوع 0-8-0 التابعة لشركة بنسلفانيا للطاقة والضوء في متحف السكك الحديدية في بنسلفانيا .
تم حفظ القاطرة رقم 4 التابعة لشركة يونيون إلكتريك، وهي من نوع 0-4-0، في متحف سكة حديد إلينوي التابع لشركة يونيون إلينوي. [ 25 ]
تم الحفاظ على قاطرة شركة كليفلاند للإضاءة الكهربائية، وهي قاطرة من طراز 0-6-0 تم بناؤها بواسطة شركة إتش كي بورتر، في متحف ماد ريفر وسكك حديد إن كي بي في بيلفيو، أوهايو [ 26 ].
شركة نورث أمريكان رايون، ١٩٣٦، شركة إتش كي بورتر، قاطرة كهربائية من طراز ٠-٦-٠ إف، إليزابيثتون، تينيسي . عُرفت هذه القاطرة باسم "القدر". بُنيت هذه القاطرة النادرة عام ١٩٣٦ لصالح شركة نورث أمريكان رايون (NARC) في إليزابيثتون. كان بخارها يُستمد من خزان كبير داخل مصنع NARC. استُخدمت القاطرات الكهربائية في البيئات الصناعية التي يزداد فيها خطر نشوب الحرائق. كانت NARC تُصنّع الرايون، وهو مادة شديدة الاشتعال. خرجت القاطرة من الخدمة عام ١٩٩٢، ويُحتمل أنها آخر قاطرة كهربائية تُخرج من الخدمة في الولايات المتحدة. [ ٢٧ ] أغلقت NARC أبوابها عام ٢٠٠٠، وتبرعت بـ"القدر" لغرفة تجارة مقاطعة كارتر، وهي معروضة للجمهور في إليزابيثتون، تينيسي. [ ٢٨ ]
قاطرة شركة كونيتيكت كوك رقم 3، وهي قاطرة من طراز HK Porter Company 0-4-0F تعود إلى عام 1930، مملوكة لشركة فالي للسكك الحديدية ومعروضة حاليًا في مركز ويستبروك للتسوق (كونيتيكت). [ 29 ]
يعرض متحف هارت أوف ديكسي للسكك الحديدية في كالارا، ألاباما، قاطرة دافنبورت 0-4-0 التي تم ترميمها تجميليًا مؤخرًا.


- قطار "D" التابع لشركة بنسلفانيا للطاقة والضوء في متحف السكك الحديدية في بنسلفانيا
- قاطرة بخارية بدون نار في متحف السكك الحديدية بوخوم دالهاوزن، ألمانيا
القاطرة الصناعية رقم 9305، التي تعمل بدون نار، معروضة في محطة قطار فارشافسكي ، سانت بطرسبرغ . صُنعت في ألمانيا عام 1928.
قاطرة تعمل بالهواء المضغوط في بانكهيد، ألبرتا ، كندا، كانت تستخدم سابقًا في تعدين الفحم
قاطرة دافنبورت البخارية رقم 013 "سين فويغو" التي تعمل بدون نار في متحف سكة حديد مدينة مكسيكو
قاطرة نورث أمريكان رايون كورب 0-6-0F عديمة النار
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 "القاطرة عديمة النار" . مؤسسة بليرمور . دبليو جيه بارتليت وجيه دي إس باريت. ص. N6.
- ↑ القاطرات الصناعية: بما في ذلك قاطرات السكك الحديدية المحفوظة والصغيرة . المجلد 15EL. ميلتون موبراي: جمعية السكك الحديدية الصناعية . 2009. ISBN 978-1-901556-53-7.
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 125,577
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 105,581
- ↑ لويس سي. هينيك؛ إلبريدج هاربر تشارلتون (1965). عربات الترام في نيو أورليانز . دار نشر بليكان. الصفحات 14-16 . ISBN 9781455612598.
- ↑ غيلبو، جيمس (31 يناير 2011). ترام شارع سانت تشارلز: أو سكة حديد نيو أورليانز وكارولتون . شركة بليكان للنشر. ISBN 9781879714021.
- ↑ القطار: التاريخ المرئي الشامل . دار بنغوين للنشر. أكتوبر 2014. صفحة 157. رقم ISBN 9781465436580تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أبريل 2017 .
- ↑ سينكلير، أنجوس (1907). تطوير محرك القاطرة . شركة أنجوس سينكلير للنشر.
- ↑ انظر "قاطرات الهواء المضغوط"، سجل أعمال بالدوين للقاطرات للإنشاءات الحديثة رقم 46 (1904).
- ↑ سيليسيان غيتس ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-09-2007
- ↑ دوغلاس سيلف (يوليو 2006). "مضغوط على L'Ouest - قاطرات الخطوط الجوية الغربية" .
- ^ “عرض تقديمي في جامعة زيوريخ للعلوم التطبيقية / ZHAW | ZHAW Winterthur” (PDF) (في الألمانية). 2013-03-13 . تم الاسترجاع 2020-11-20 .
- ↑ "التكنولوجيا الخالية من النار" . DLM - MODERN STEAM . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-10-05 .
- ↑ "قاطرات سيمبورو البخارية عديمة النار" . www.internationalsteam.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أكتوبر 2021 .
- ↑ "قاطرات البخار الصناعية في جاوة" . www.internationalsteam.co.uk . تاريخ الاسترجاع: 5 أكتوبر 2021 .
- ↑ مؤرشف في Ghostarchiveوآلة Wayback" جولة جافا للبخار والسكر 2017: قاطرات سيمبورو عديمة النار" . يوتيوب . 14 سبتمبر 2017.
- ↑ "Steam in Java 2011" . www.internationalsteam.co.uk . تاريخ الاسترجاع: 5 أكتوبر 2021 .
- ↑ أنفاق السكك الحديدية في جبال الألب. "نفق سانت غوتهارد" . نفق سكة حديد، سويسرا . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 فبراير 2020 .
- ^ Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik (2010/09/07). "عرض قاطرات DLM الخالية من النار في شافهاوزن" . dlm-ag.ch . تم الاسترجاع 2020-11-20 .
- ^ de:Liste in Deutschland vorhandener Dampfspeicherlokomotiven قائمة القاطرات الخالية من النار في ألمانيا (بالألمانية)
- ^ "Llega locomotora "sin fuego" al Museo de los Ferrocarrileros" . إنفوك. نوتيمكس. 4 أغسطس 2014 . تم الاسترجاع في 10 يناير 2018 .(بالإسبانية)
- ↑ صورة للورد آشيلد "في وضع البخار". (تم الاطلاع عليها في 14 فبراير 2008)
- ↑ "مجموعة مختارة من قاطرات القياس القياسي في مجموعة ARPG" . مركز السكك الحديدية الصناعية الاسكتلندي . مؤرشف من الأصل في 26 مارس 2016.
- ↑ يونغ، روز (20 أكتوبر 1990). "المحركات الصغيرة التي استطاعت" . كتب تاريخ دايتون .
- ↑ "قائمة أعضاء مجلس إدارة شركة يونيون إلكتريك 4" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 1 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليها بتاريخ 28 مايو 2014 .
- ↑ "متحف سكة حديد ماد ريفر وإن كي بي" . madrivermuseum.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أغسطس 2015 .
- ↑ "أرشيف - أخبار الربع الأول من عام 2000 - ستيم سنترال" .
- ↑ "قاطرة ذا بوت 0-6-0F عديمة النار" .
- ↑ "HK Porter Company 0-4-0F" . أصدقاء سكة حديد الوادي . تم الاسترجاع في 29-12-2020 .
روابط خارجية
- قاطرات بدون نار في الولايات المتحدة
- قاطرات بدون نار في ألمانيا
- مجموعة الحفاظ على سكة حديد أيرشاير
- تاريخ القاطرات عديمة النار (مركز سكة حديد باكينجهامشير) - بالإضافة إلى روابط لقاطرتين
- قاطرة أندرو باركلي 0-6-0 عديمة النار في دوناسكين، شرق أيرشاير
- مركبات البخار
- أنواع قاطرات البخار
- تخزين الطاقة
- قاطرات بخارية بدون نار
