ขุ-ด อ่านว่า ขุด ครับ วันนี้มาว่าด้วยเรื่องรถจักรไอน้ำมั่ง

[Cummins]

ก็ให้เข้ากับบรรยากาศครับทั้งงานสะพาน และงานวันพ่อ ที่ช่วงนี้รถจักรไอน้ำวิ่งกันให้ขวักไขว่เลย เลยคิดว่าเราน่าจะมาทำความรู้จักให้ลึกซึ้งกันสักหน่อยดีกว่าครับ

เผื่อใครเค้าถามเราจะได้อธิบายได้โดยไม่ปล่อยเป็ดปล่อยไก่จนหมดเล้าไงครับ จะได้สมกับที่ว่าพวกเรานั้นเป็นแฟนพันธ์แท้รถไฟตัวจริง ( ความจริงก็พวกบ้ารถไฟนั่นแหละ ฮ่ะ ๆ ๆ กร๊าก )

ก่อนอื่นก็มาดูกันก่อนเลยครับว่า ในรถจักรไอน้ำหนึ่งคันนั้นมีส่วนประกอบอะไรบ้าง


รูปแสดงภายในรถทั้งคันครับ

คราวนี้ เรามากันว่ารถทั้งคันมีอุปกรณ์อะไรบ้าง แล้วมันมีหน้าที่อะไรกันบ้างนะครับ ก็เริ่มจากหมายเลข 1 , 2 และ 3 ก็เป็นชุดของรถลำเลียงพ่วง

ซึ่งหมายเลข 1 คือ ส่วนบรรทุกน้ำ หมายเลข 2 คือ ส่วนบรรทุกเชื้อเพลิงในที่ใช้ถ่านหิน
และหมายเลข 3 คือ อุปกรณ์ลำเลียงเชื้อเพลิงเข้าเตาไฟ

เพราะฉะนั้น รถคันนี้ช่างเครื่องไม่ต้องโยนฟืนครับ ทีนี้ เราก็มาดูที่หัวรถจักรบ้าง

หมายเลข 4 นั้นคือ คันโยกที่โยกคันบังคับลิ้นไอน้ำ เพื่อตั้งตำแหน่งก้านควบคุมลิ้นให้รถเดินหน้า หรือถอยหลัง ส่วนหมายเลข 5 ก็คือ อุปกรณ์ลำเลียงเชื้อเพลิง หมายเลข 6 คือ ลิ้นไอน้ำประธานครับ หมายเลข 7 ก็คือ เครื่องแจ้งระดับน้ำ แล้วจากหมายเลข 8 ไปถึงหมายเลข 21
ก็เป็นชุดของหม้อไอน้ำทั้งหมดครับ

เริ่มจาก 8 และ 9 คือ เตาไฟ ซึ่งเราก็จะทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่นี่ แล้วก๊าซร้อนก็จะวิ่งไปตามท่อหมายเลข 15 ซึ่งเป็นกลุ่มท่อไฟที่อยู่ภายในหม้อไอน้ำ

หม้อไอน้ำแบบรถไฟนี้ จะเรียกว่า หม้อน้ำแบบหลอดไฟ ครับ แล้วก๊าซร้อน ก็จะถ่ายเทความร้อนให้กับน้ำในหม้อน้ำก็จะเดือด แล้วกลายเป็นไอ แล้วก็จ ะไปรวมกันอยู่ที่โดมเก็บไอน้ำหมายเลข 13 แล้วไอน้ำก็จะไหลเข้าท่อหมายเลข 16 เมื่อเราเปิดลิ้นไอน้ำหลักหมายเลข 14 ซึ่งควบคุมโดยคันบังคับหมายเลข 6 แล้ว ก็จะไหลเข้าชุดท่อไอดงหมายเลข 20 เพื่อเพิ่มพลังงานความร้อนให้ไอน้ำ จากนั้น ไอน้ำก็จะห้องลิ้นหมายเลข 24 และเข้าสู่กระบอกสูบ และขยายตัวผลักดันลูกสูบตามจังหวะของลิ้น ทำให้รถเคลื่อนที่ไป

ดูจากสีม่วง ซึ่งเป็นกำลังดันไอน้ำจากหม้อน้ำ และสีฟ้าอ่อน เป็นไอน้ำที่คายออกจากกระบอกสูบจากรูป จะเห็นว่า ถ้าลิ้นบังคับไอน้ำอยู่ในตำแหน่งนี้ ไอน้ำจะเข้าดันลูกสูบด้านขวามือ ทำให้ลูกสูบเคลื่อนถอยหลังดันก้านสูบ ไปผลัก ครอสเฮด หมายเลข 26 และ คันชัก หมายเลข 27 ไปหมุนล้อ ทำให้รถเดินหน้า และเมื่อล้อหมุน ก็จะพา เอ็กเซ็นตริกแคร้ง ที่อยู่ด้านนอกของคันชักหมายเลข 27 หมุนไปด้วย ก็จะทำให้ลิ้นไอน้ำเคลื่อนที่ไป พร้อมกันนั้น ลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ลงจนสุดระยะชัก ก่อนลูกสูบจะสุดระยะชักเล็กน้อย ลิ้นไอน้ำก็ จะถูกชักกลับหลังช่องไอน้ำที่กระบอกด้านขวามือก็จะถูกเปิดสู่ปล่องไอเสีย

และส่วนช่องไอน้ำที่กระบอกสูบทางด้านซ้าย ก็จะถูกเปิดให้ต่อกับท่อไอน้ำที่มาจากหม้อไอน้ำ ไอน้ำก็จะดันลูกสูบด้านซ้ายมือ ลูกสูบก็จะเ คลื่อนที่กลับ ในขณะเดียวกัน ก็ไล่ไอน้ำที่อยู่ในกระบอกทางด้านขวาออกปล่องไป สลับไปมาตลอดที่รถวิ่งอยู่

ส่วนอุปกรณ์ประกอบอื่น ๆ หมายเลข 10 ก็คือ ลิ้นนิรภัยใช้ปลดความดันไอน้ำส่วนเกิน เพื่อป้องกันไอน้ำระเบิดครับ หมายเลข 11 ก็คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันไอน้ำ ใช้เพื่อปั่นไฟแสงสว่างใช้ในหัวรถจักร หมายเลข 18 ก็เป็นโดมเก็บทราย แล้วหมายเลข 33 ก็เป็นเครื่องพ่นน้ำเข้าหม้อไอน้ำครับ ใช้เวลารถหยุด
_________________
อดีตโชเฟอร์ล้อเหล็ก

[Serberk]

อาจารย์กิตติครับ

1. ต้องใช้เวลาเท่าไรในการต้มน้ำให้เดือด

2. ต้องใช้น้ำมากเท่าไรต่อหนึ่งหัวรถจักร

[alderwood]

ทั้ง 2 ข้อน่าจะได้คำตอบเดียวกันคือ ขึ้นอยู่กับความจุของหม้อไอน้ำและปริมาณน้ำที่ต้องต้ม อย่าง 824 คงไม่นานเท่าไร (ถ้าเทียบกับ Big Boy ที่ต้องต้มเป็นวัน)
_________________
รักรถไฟมั่นใจโคปเตอร์ || Railway Racing Team || Korat Spotter

[Cummins]

ก่อนที่จะตอบคำถามนะครับ เรามาดูกลไกการขับเคลื่อนกันก่อนน่ะครับว่ามันมีอะไรบ้าง และรถจักรไอน้ำนั้นขับเคลื่อนเดินหน้า และถอยหลังได้อย่างไร ดูรูปก่อนเลยครับ





รูปแสดงกลไกควบคุมลิ้นบังคับไอน้ำของรถจักรไอน้ำ ที่ทำให้รถเดินหน้าถอยหลังได้ แล้วจะมาอธิบายหลักการทำงานให้ทราบครับ

เริ่มเลยนะครับ เริ่มต้นจากรูปนี้ก่อน หมายเลข 1 คือ เพลาเอ็กเซ็นตริก ซึ่งทำหน้าที่เทียบกับลูกเบี้ยวใช้โยกก้านควบคุมลิ้นไอน้ำ หมายเลข 2 ซึ่งจะมีมุมตามหลังกับข้อเหวี่ยง ซึ่งอยู่ที่ดุมล้ออยู่ 45 องศา และข้องหวี่ยง ก็จะรับแรงขับเคลื่อนจากลูกสูบ ผ่านคันชัก หรือก้านสูบ โดยตรง
หมายเลข 3 นั้นคือ คันชักที่ใช้เปลี่ยนตำแหน่งคันชักลิ้นไอน้ำ หมายเลข 8 ให้รถจักรหยุด เดินหน้า หรือถอยหลัง ส่วนคานโค้งหมายเลข 7 เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนตำแหน่งลิ้นใอน้ำ เพื่อให้รถถอยหลังได้ โดยถ้าชักก้านบังคับ หมายเลข 3 ไปทางซ้ายแคร้ง หมายเลข 5 และ 6 จะชักก้านหมายเลข 4 ขึ้น ทำให้ก้านหมายเลข 8 ถูกชักขึ้นไปด้วย ซึ่งจะทำให้ลิ้นควบคุมไอน้ำหมายเลข 14 ถูกชักให้ถอยหลังเล็กน้อย เป็นระยะทางมากพอที่ขอบลิ้นจะเปิดช่องไอน้ำด้านซ้ายมือ
ซึ่งจะทำให้ไอน้ำจากหม้อไอน้ำเข้ามาดันลูกสูบด้านซ้ายมือ ก็จะทำให้รถเคลื่อนที่ถอยหลัง

ในขณะเดียวกัน ถ้าผลักคันชักหมายเลข 3 กลับไปทางขวา ตามรูปลิ้นไอน้ำหมายเลข 14 ก็จะถูกผลักไปข้างหน้า ไอน้ำก็จะเข้ามาผลักลูกสูบทางด้านขวา ทำให้รถเคลื่อนที่เดินหน้า แต่ถ้าดึงคันชักหมายเลข 8 ไว้กึ่งกลางคานโค้งหมายเลข 7 ซึ่งเป็นจุดหมุนของคานโค้ง ก็จะทำให้ลิ้นไอน้ำอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลาง คือ ปิดช่องไอน้ำที่เข้ากระบอกสูบทั้งสองด้าน ก็จะทำให้รถหยุดโดย
ไม่ต้องปิดลิ้นไอน้ำประธานก็ได้ครับ

ดังนั้นจะเห็นว่า จริงแล้ว โครงสร้าง และหลักการการทำงานของรถจักรไอน้ำ ก็จะเหมือนกับเครื่องจักรไอน้ำแบบลูกสูบชักทั่ว ๆ ไป แต่รถจักรไอน้ำ ต้องเดินหน้า และถอยหลังได้ ดังนั้นชุดกลไกที่เรียกว่า วาล์วเกียร์ คือ หมายเลข 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 10 และ 11 จึงต้องติดตั้งเพิ่มเข้าไปเพื่อให้รถจักรทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ครับ ชุดกลวาล์วเกียร์แบบนี้ มีชื่อเรียกเฉพาะว่าแบบ Walschaert ซึ่งคิดค้นโดย Egide Walschaert ในปี ค.ศ.1844
_________________
อดีตโชเฟอร์ล้อเหล็ก

[Cummins]

[pak_nampho]

[Wisarut]

[pak_nampho]

[Wisarut]

[suraphat]

แหม! ผมว่านะ ก่อนอื่นนั้น ผู้เรียนก็น่าจะมารู้จักกับ สถานะต่างๆของน้ำเสียก่อนนะ เพราะนอกจากจะมีสถานะเป็นของเหลวอย่างที่เราได้ใช้กันแล้ว เมื่อเป็นไอน้ำ(Vapor)แล้วจะมีสถานะเป็นเช่นไร เพราะมีทั้งสถานะไอน้ำอิ่มตัว(Saturated Vapor) และมีสถานะเป็นไอดง(Overheated Vapor)

ซึ่งส่วนใหญ่แล้วในรถจักรไอน้ำนั้น เราก็จะใช้ไอดงเป็นส่วนใหญ่ เพราะไอดงนั้น มีทั้งอุณหภูมิ และความดันที่สูงมากแปรตามกันไป

ซึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นนี้ก็คือ เราจะทำให้น้ำนี้ได้กลายเป็นไอดงได้อย่างรวดเร็ว กันได้อย่างไร

ซึ่งต่อมาเราก็ต้องมาดูว่าเชื้อเพลิงที่เรานำมาใช้นั้นให้อัตราความร้อนกันอย่างไรเพราะเชื้อเพลิงในแต่ละชนิด จะให้ค่าอัตราความร้อนที่แตกต่างกัน ซึ่งเชื้อเพลิงที่เราใช้นั้น ก็อาจจะมี ไม้ น้ำมัน ถ่านหิน(Coke) ซึ่งก็อยากจะยกตัวอย่างของถ่านหินนะ โดยที่ถ่านหินนั้น ก็จะมีอยู่ 3 ชนิดคือ ถ่านหินลิกไนต์(Lignite) ถ่านหินบีทูบีนัท()Bitubinas) และถ่านหินเอนทราไซต์(Antrasite)

ซึ่งถ่านหินแต่ละชนิดนี้ ก็ให้ค่าอัตราการให้ความร้อนที่แตกต่างกัน โดยที่ลิกไนต์ จะให้ค่าความร้อนที่ต่ำที่สุด และเอนทราไซต์นั้นให้ค่าความร้อนที่สูงที่สุด ในบรรดาถ่านหินด้วยกัน

ส่วนในบ้านเรานั้นพบว่ามีถ่านหินอยู่เพียงชนิดเดียวคือลิกไนต์ โดยมีแหล่งลิกไนต์ ที่สำคัญมีอยู่ด้วยกัน 3 แหล่งคือ แหล่งแม่เมาะ(ที่ กฟผ.ใช้อยู่ในปัจจุบันนี้ไง) แหล่งอำเภอไชยปราการ อำเภอเวียงแหง จังหวัดเชียงใหม่ และแหล่งอำเภอเทพา อำเภอสะบ้าย้อย จังหวัดสงขลา ซึ่ง 2 แหล่งหลังนี้ ก็กำลังมีปัญหาด้านประชาคมอยู่นะ

ส่วนตัวอย่างเชื้อเพลิงต่อไปก็คือไม้ ที่เราแบ่งได้เป็นไม้เนื้ออ่อน และไม้เนื้อแข็ง โดยที่ไม้เนื้ออ่อนนั้นจะให้ค่าความร้อนที่ต่ำกว่าไม้เนื้อแข็งนะ

ส่วนสาเหตุที่ รถจักรไอน้ำบ้านเราใช้ไม้เป็นเชื้อเพลิงนั้น ก็เนื่องจากไม้บ้านเรานั้นมันหาง่ายนะ ถึงขนาดสร้างทางรถไฟเพื่อให้รถไฟขนาดเล็ก ไปขนไม้ฟืนมาให้รถจักรขนาดใหญ่กันเลยทีเดียว ตัวอย่างก็เช่นที่เกิดขึ้นที่อำเภอสูงเนิน นี้อย่างไงละ จนเป็นที่มาของ "เจ้าเล็กสูงเนิน"นี้ ยังไงเล่า

ดังนั้นด้วยเหตุนี้ ก่อนที่หัวรถจักรจะออกวิ่ง ต้องมีเวลาในการอุ่นหัวรถจักรอยู่ก่อน เพื่อต้มน้ำให้มีสถานะเป็นไอดงที่เพียงพอก่อนที่จะออกวิ่งนะ ซึ่งถ้าไอดงมีมากเกินไปแล้ว เจ้าไอดงส่วนเกินที่ว่านี้ก็จะระบายออกทาง วาล์วนิรภัย(Safety Valve) เพื่อรักษาระดับความดันที่มีในท่อไอดงให้คงที่ไว้นะ

ซึ่งเวลาที่ใช้อุ่นตัวจะมากน้อยเพียงใด ก็ขึ้นอยู่กับพื้นที่รวมภายในท่อไอดงด้วย คือรถจักรแต่ละชนิด จะมีเวลาอุ่นที่ไม่เท่ากัน


อีกอย่างหนึ่งที่ขอบอกไว้เลยว่า ที่เราพบเห็นว่ามีการต่อรถจักรเป็นแบบ 2 หัวต่อกันนั้น ความจริงแล้ว ในเวลาทำขบวนไปนั้น จะมีรถจักรเพียงคันเดียวเท่านั้น ที่เป็นคันกำลัง(คือคันนำ)ที่แท้จริง ส่วนคันที่เหลือนั้นเป็นคันพ่วงไปนะโดยออกแรงเหมืนกันนะแต่น้อยกว่าคันนำนะ โดยที่คันพ่วงนี้ก็จะต้องมีการอุ่นเครื่องไปด้วยในขณะทำขบวนไปนะ เนื่องจากจะคอยหนุนในเวลาที่คันนำมีปัญหา(คือเป็นคันสำรองไว้ในยามฉุกเฉิน)นะ ซึ่งจริงๆแล้วหัวรถจักรเพียงคันเดียว ก็สามารถทำขบวนได้แล้วนะ

ซึ่งจริงๆแล้วกระผมก็อยากจะเห็น การจัดรถในแบบชนหัวท้ายของขบวนนะ เพื่อรูปขบวนที่สวยนะ

ส่วนอืกเรื่องหนึ่งที่กระผมอยากจะรู้อยู่เหมือนกันคือเรื่องของ หน่วยลากจูง ของหัวรถจักรไอน้ำในแต่ละประเภทนะ เพราะกระผมไม่มีข้อมูลด้านหน่วยลากจูงของรถจักรไอน้ำนี้เลย เพราะถ้ารถพ่วงเกิดมีหน่วยลากจูงที่มากกว่าหัวรถจักรแล้ว ขบวนรถก็จะไม่สามารถเคลื่อนได้(คือลากไม่ไหวนั่นเองนะ)