На представленной фотографии изображен очень оригинальный бестопочный паровоз из коллекции Петербургского музея железных дорог. Данный тип паровоза применялся в местах, где использование открытого огня и дыма было нежелательно, например, в тоннелях или на предприятиях с повышенным риском возгорания, таких как бумажные фабрики или нефтеперерабатывающие заводы. Отличительной особенностью такого паровоза является отсутствие топки для сжигания угля или нефти; вместо нее он оснащался теплоизолированным котлом-аккумулятором. Для ввода в эксплуатацию котел бестопочного паровоза частично заполняли водой (на 60–70%), а затем в него подавали пар от стационарной котельной установки через специальный патрубок. Вероятно, расположенный спереди элемент представляет собой клапан для заправки: пар нагревал воду, и по достижении температуры кипения, то есть паритета давления с уровнем стационарной котельной, паровоз становился полностью работоспособным.
При пуске пара в цилиндры давление пара в котле постепенно понижалось, а вода продолжала кипеть; с понижением давления уменьшалась и температура кипения воды. Бестопочные паровозы могли работать от заправки до заправки 4-6 часов. Для увеличения времени автономной работы шли на разные хитрости. Например, одновременно с зарядкой паром котла-аккумулятора заполняли сжатым воздухом специальные резервуары для работы вспомогательных агрегатов паровоза.
Более интересное средство для продления работы придумали еще в XIX веке. Отработанный в цилиндрах пар не выбрасывался в атмосферу, а конденсировался в отдельном баке, который окружал котел. В баке находилась каустическая сода (она же гидроксид натрия, едкий натр, NaOH).
Известно, что процесс растворения некоторых веществ в воде сопровождается выделением теплоты; каустическая сода как раз из таких. Теплота растворения передавалась воде в котле и увеличивала пробег паровоза без подзарядки. Бестопочный паровоз Honigmann’а предположительно для Сен-Готардского тоннеля (1885). Голубое — вода в котле, розовое — раствор каустической соды:
На соде работали паровые трамваи в Ахене
и Миннеаполисе
После использования раствор соды восстанавливали до исходной концентрации путем кипячения или пропусканием через него пара. Теплотворная способность каустической соды не так чтобы очень велика, но заметна: 30 кг сухого гидроксида натрия эквивалентны 1 литру бензина (на самом деле меньше — в зависимости от концентрации раствора, температуры и т.д.). Пишут, что ахенский трамвай возил на себе около тонны соды.
Системе пророчили большое будущее, в частности, на подводных лодках. Ведь есть вещества, которые при смешивании с водой выделяют еще больше теплоты — серная кислота, например. Однако опасность иметь под боком несколько тонн горячей щелочи/кислоты перевесила все остальное. Не взлетело.
Источники: Раков Р.А. «Локомотивы отечественных железных дорог»
