Kocsi szerkezeti rajz [1]-ből



Chicago, a máskor "windy city", szeles (és hideg) város nyári klímája mint a befűtött kazán belseje. A Michigan-tó párolgása gőzfürdővé teszi a várost. A Dearborn Station-ön a nyugati partra készülő expresszvonat áll, elején a hatalmas gőzös. Az utas felszáll, és a kocsiban kellemesen hűvös, száraz levegő fogadja. Mi hűti le a kocsi levegőjét? A mozdonyból érkező gőz.



Amerikában az igény a hosszújáratú expresszvonatok hűtésére már sokkal azelőtt felmerült, hogy a mozdony a vonatot villamos árammal látta el (a gőzmozdony nem tud ilyet), és a kocsikban villamos hűtőberendezés működhetett volna. Főleg a hálókocsikban volt kellemetlen a nagy meleg.

Az első időkben jeget pakoltak a hálókocsi jégtartójába, és
a szellőzés levegőjét átvezették a jégen. Ez működő módszer volt, a  hűtő teherkocsikban is alkalmazták. Csak a hálókocsikban nem volt elegendő hely olyan nagy jégtartónak, hogy a jég kitartson a következő megállásig. Meg: a reefereket (a hűtőkocsikat) az állomások teherpályaudvari részén töltötték újra jéggel, a személy állomáson nem volt e célra kiépített állványzat. Ezért a jeget kocsikon kellett a vonathoz vinni, ami munkaerő- és időigényes művelet volt.


Jeget pakolnak egy hálókocsi jégtartójába az Illinois-i Galesburgban, a Chicago, Burlington & Quincy központi nagyállomásán


          Henry J. McCord felvétele a TRAINS 1947. februári számában

A feltalálók törték a fejüket, és megalkották a nagy nyomású gőzzel működő hűtőrendszert.







A gőzmozdonyos korszakban az expresszvonati kocsikba beépítették a gőz alapú fűtő-hűtő berendezést. Aztán a dízelmozdonyok terjedésével azokra várt a feladat, hogy elegendő gőzzel lássák el a távolsági expresszek kocsijait, télen fűteni, nyáron hűteni.

A kocsik gőz alapú hűtése két elven alapszik:
1. mikor a víz
vagy forrás közben, vagy alacsonyabb hőmérsékleten párolog, hőt ad le,
2. a víz párolog a forráspontjánál sokkal kisebb hőmérsékleten is, ha
alacsony a légnyomás.

A gőzös hűtő rendszerben hőcserélőkben minden percben 200 
m3 levegőt hűtenek le és keringetnek a vasúti kocsi belsejében. A hőcserélőben a víz elnyeli a levegő melegét és visszavezeti a párologtató tartályba, ami rendszerint a kocsi alatt van. A mozdonyból érkező gőzáram egy venturi-típusú fúvókán halad át, ott szívást (alacsonyabb nyomást) okoz, ez a nyomás alacsonyabb lesz a légköri nyomásnál. A vákuum-közeli nyomáson a víz 50 fok Fahrenheit
(18,6  
°C) hőmérsékleten felforr. Mivel a víz a hőcserélőben melegebb ennél, felforr, és leadja a hőjét. Ezután a csőhálózaton visszavezetik a levegő hűtőbe, ahol lehűti a kocsiban keringetendő levegőt.
A lehűtött levegőt a kocsi teteje alá vezetik be az utastérbe, onnan a hideg levegő lefelé áramlik.

A kocsi levegőjének hőmérsékletét érzékeny termosztátok figyelik, és ha az egy bizonyos érték alá csökken, a tetőn hideg helyett meleg levegőt juttatnak a légtérbe. Ha még több meleg levegő kell, mert például a vonat magas hegységben halad és hidegebb van kinn, a padló alatti fűtőtestekbe nyomnak meleg vizet.


Sokkal több gond van egy luxusvonat kocsijának a hőfok szabályozásával, mint egy otthonéval vagy irodáéval. Haladás közben a vonatot a menetszél is hűti, elvezeti a napsugárzás hőjének egy részét. Ilyenkor a hűtőrendszernek kisebb teljesítménnyel kell dolgoznia. De mihelyt megáll a vonat, megszűnik a menetszél, a kocsi belseje felmelegedhet, ha az érzékeny termosztátok nem avatkoznának közbe, és nem növelnék a hűtési teljesítményt. Ha a vonat hosszú alagúton halad át, vagy ha a napot felhő takarja el, a kocsi belseje túl hideggé válhat. Termosztátnak kell lennie a kocsi mindkét oldalán, mert a napsütötte oldalon több hűtés kell, mint a másikon. A hálókocsi minden fülkéjében saját hőfok beállítónak kell lennie, hogy az utasok a nekik legjobban megfelelő egyéni értéket állíthassák be.



A gőzös korszakban a kocsikat gőzzel fűtötték, de hűtötték is. Az első dízelmozdonyokba olyan gőzgenerátort építettek, amik az ehhez szükséges gőzt elő tudták állítani.

1935-ben a City of Portland vonat mozdonyának a Vapor-Clarkson gyártmányú generátora a mozdony hátuljában 800 font (363 kg) gőzt tudott előállítani óránként.

A legmodernebb készülék ennél alig nagyobb helyen, óránként már 5000 font (2268 kg) gőzt fejlesztett.





A technikus beállítja a gőzkazánt

                                                          Kép [1]-ből












Ilyen a modern, nagy teljesítményű Vapor-Clarkson gőzgenerátor

Kép [1]-ből


Bal oldalon a tűztér van, az automata vezérlés pedig a jobb oldali szekrényben. Percenként kb. 45 liter víz válik gőzzé a 210 m hosszú csővezetékben, mely a 3000
°C hőmérsékletű tüzet veszi körül.

A modern generátor sokkal több gőzt fejleszt, mint a régi, és alig foglal el nagyobb helyet. Nem is tehetné, mert egy dízelmozdony belül nagyon zsúfolt.

A kocsi fűtés és hűtés nem az egyedüli feladata a gőznek a vasúton. A XX. század közepén nagyon sikeresek voltak a gőz hajtású cölöpverők és a daruk, egy vasút pedig hét ilyen gőzfejlesztőt alkalmaz a mosodájában.




A fűtő-hűtő gőz 2 - 2 1/2 hüvelyk (50 - 75mm) átmérőjű csövön halad a kocsik alatt.




A Milwaukee Road kocsilakatosa csatlakoztatja a gőzcsövet

      Kép [1]-ből




A vezeték és a csatlakozás ellenáll a legnagyobb gőznyomásnak is, pedig csak egy könnyű összeakadó zár tartja egyben.







A bonyolult rendszer komoly karbantartást és ellenőrzést igényel.



A Milwaukee vasút dolgozója relé egységet cserél

Kép [1]-ből





A műszerész az elektromos vezérlő panelt javítja, amely a kocsi egyik végén helyezkedik el

Kép [1]-ből







A mágnesszelep, a vasúti hőszabályozó rendszer egyik fontos alkatrésze. A szelep elektromos vezérléssel gőzt enged át, míg a kocsi belsejének a hőmérséklete el nem éri az előre, vagy az utas által beállított értéket. A mágnesszelepeket hőérzékelő termosztátok vezérlik.


A Milwaukee Road kocsi légkondicionáló rendszerében alkalmazott termosztát

Kép [1]-ből


A termosztátban hajszálvékony platina huzal nyúlik bele
a higanyoszlopba vagy húzódik ki belőle, ekkor megszakad az érintkezés. A higany érintkező kedvelt a villamos szakmában, mert nincs "prellje", érintkező pergése az áramkör zárásakor, és nem keletkezik szikra a villamos áram megszakításakor.







Mai szemmel az akkor elért eredmény a vasúti személykocsik levegőjének a hőfok szabályzásában már nem rendkívüli. De ezt az akkori technikai lehetőségekkel megvalósítani csodálatra méltó.

 





Források:

 

  • Wallace W. Abbey cikke a TRAINS 1951. augusztusi számából  [1]
  • Eric Hirsimaki: Black Gold - Black Diamonds  [2]
  manhattani     

  2021. június 28.