南アフリカクラス 実験1 4-6-2

CGR コンパウンド カルー 4-6-2 南アフリカクラス 実験 1 4-6-2
CGR 3 シリンダー複合 Karoo no. 900 SAR クラス実験 1 no. 764、1907 年頃
種類と起源 電源タイプ スチーム デザイナー ケープ政府鉄道 （HMビーティー） ビルダー ノースブリティッシュ・ロコモティブ・カンパニー シリアルナンバー 17600 モデル CGR コンパウンド カルー ビルド日 1907 総生産量 1
仕様 構成： ​  • ホワイト 4-6-2 (太平洋)  • インド工科大学 2'C1'nv3 ドライバ 2番目の連結車軸 ゲージ 3 フィート 6 インチ( 1,067 mm )ケープゲージ リーディング径 28+1 ⁄ 2 インチ (724 mm) 結合径 60インチ（1,524 mm） 後続径。 33インチ（838 mm） テンダーホイール 37インチ（940 mm） ホイールベース 49フィート7+5 ⁄ 8 インチ（15,129 mm）  • 車軸間隔 （非対称） 1-2: 5 フィート 2 インチ (1,575 mm) 2-3: 5 フィート 3 インチ (1,600 mm)  • エンジン 28 フィート 9 インチ (8,763 mm)  • リード 6フィート（1,829 mm）  • 連結 10 フィート 5 インチ (3,175 mm)  • 入札 11フィート（3,353 mm） 長さ： ​  • オーバーカプラ 58フィート3+3 ⁄ 4 インチ (17,774 mm) 身長 12フィート10インチ（3,912 mm） フレームタイプ バー 車軸荷重 14 LT 5 cwt (14,480 kg) ​  • リード 12 LT 16 cwt (13,010 kg)  • 1番目にカップリング 13 LT 12 cwt (13,820 kg)  • 2番目に連結 14 LT 5 cwt (14,480 kg)  • 3番目に結合 14LT（14,220kg）  • トレーリング 10 LT 19 cwt (11,130 kg)  • テンダー車軸 アクスル 1: 11 LT 8 cwt (11,580 kg) アクスル 2: 10 LT 11 cwt (10,720 kg) アクスル 3: 11 LT 10 cwt (11,680 kg) 接着剤重量 41 LT 17 cwt (42,520 kg) 機関車の重量 65 LT 12 cwt (66,650 kg) 柔らかい重量 33 LT 9 cwt (33,990 kg) 総重量 99 LT 1 cwt (100,600 kg) 入札タイプ 3軸 燃料の種類 石炭 燃料容量 5LT（5.1t） ウォーターキャップ。 2,920 英ガロン (13,300 L) ファイアボックス: ​  • タイプ ラウンドトップ  • 格子エリア 26.5平方フィート（2.46m2） ボイラー： ​  • ピッチ 7 フィート 3 インチ (2,210 mm)  • 直径 4 フィート 9 インチ (1,448 mm)  • チューブプレート 15 フィート 6 インチ (4,724 mm)  • 小さなチューブ 181: 2インチ (51 mm) ボイラー圧力 200 psi (1,379 kPa) 安全弁 ラムズボトム 加熱面: ​  • ファイアボックス 114平方フィート（10.6m2）  • チューブ 1,469平方フィート（136.5m2）  • 総表面積 1,583平方フィート（147.1m2） シリンダー 三つ 高圧シリンダー 19インチ（483 mm）ボア 26インチ（660 mm）ストローク 低圧シリンダー 21+1 ⁄ 2 インチ (546 mm) ボア 26 インチ (660 mm) ストローク バルブギア ヴァルシャーツ バルブタイプ バランスのとれたスライド カプラ ジョンストン リンク アンド ピン AAR ナックル(1930 年代)
パフォーマンス数値 牽引力 23,470 lbf (104.4 kN) @ 75%
キャリア オペレーター ケープ政府鉄道 南アフリカ鉄道 クラス CGR 複合カルー SAR クラス実験 1 クラス内の人数 1 数字 CGR 900、SAR 764 配達済み 1907 最初の実行 1907 撤回 1933

1907 年南アフリカ鉄道実験型 1 型 4-6-2は、喜望峰で連邦成立以前に使用されていた蒸気機関車です。

1907年、ケープ政府鉄道は、ボーフォート西とデ・アールの間で、 4-6-2パシフィック型車輪配置の実験用3気筒複合蒸気機関車を1台配備した。これは、カルー級機関車の第2シリーズをベースとしていた。1912年にこの機関車が南アフリカ鉄道に統合されたとき、番号が再割り当てされ、実験用1級と指定された。 ^{[1] [2] [3] [4]}

20世紀初頭、ケープ政府鉄道（CGR）の主任機関車監督であったHMビーティーは、様々な形式の複合蒸気機関車の実験を行った。これらの機関車の1台は、1907年にノースブリティッシュ・ロコモティブ・カンパニー（NBL）によって納入された。それは、CGRのカルークラスの2番目のバージョンに基づいた3気筒複合機関車であった。機関車は900番と番号が付けられていたが、CGRによって分類されておらず、単に複合カルーと呼ばれていた。^{[1] [2] [3] [5]}

複合機関車では、蒸気は段階的に膨張する。高圧シリンダーで膨張し、圧力を失い、熱の一部を放出した後、二次膨張のためにより大きな容積の低圧シリンダーに排出され、その後、煙室から排出される。これに対し、より一般的な単純膨張（シンプレックス）の配置では、蒸気は1つのシリンダーで1回だけ膨張し、その後煙室から排出される。^[6]

コンパウンド カルーでは、シリンダーは「スミス」方式の複合構造で配置され、1 つの高圧シリンダーが 2 つの低圧シリンダーの間に配置されていました。スミス方式の複合構造は、2 つのシリンダーからなるワースデル-フォン ボリーズ複合構造から発展したものです。スコットランドの技術者であるウォルター マッケルシー スミスは、この構造を改良し、内部に 1 つの高圧シリンダー、外部に 2 つの低圧シリンダーを備えた 3 つのシリンダーからなる複合構造を開発しました。これにより、機関車を複合、半複合、または単体のいずれのモードでも作動させることができました。^{[1] [2] [3] [7]}

複合モード

複合作動時には、高圧シリンダーからの排気蒸気の全てが低圧シリンダーに流れ込む。^[2]

セミコンパウンドモード

始動時には、半複合作動によりボイラー蒸気が減圧弁を介して低圧シリンダーに直接供給されるようになった。これにより牽引力が大きくなり、高圧クランクが死点または死点付近にあることによる始動トラブルが回避された。^[2]

シンプレックスモード

逆止弁が取り付けられており、特定の条件下では高圧シリンダーの両端が連通し、ピストンが浮いて低圧シリンダーに高圧蒸気が供給され、エンジンが単体で作動するようになった。^[2]

この機関車はバーフレームとヴァルシャート弁装置を備え、飽和蒸気を使用していた。^[3]

内側の高圧シリンダーの下部にはスライドバルブがあり、外側の2つの低圧シリンダーの上部にはバランスのとれたスライドバルブがありました。シリンダー比は1対2.45でした。外側のクランクは90度離れて配置され、中央の内側クランクは外側の2つからそれぞれ135度に配置されていました。3つのシリンダーすべてが中央の連結された車軸を作動させ、そのバルブは内側シリンダー用の偏心器と外側シリンダー用の2つの戻りクランクによってこの車軸から作動しました。高圧シリンダーからの排気は両方の低圧シリンダーに共通の大きな蒸気室に直接流れ、受圧管が不要になりました。^{[2] [3]}

1907年、複合カルーと単式2気筒機関車カルークラス907号の広範囲な比較試験が行われた。初期の結果では、複合機関車は単式機関車に比べて燃料消費量の顕著な節約は見られなかったものの、走行安定性は著しく、重い列車を単式機関車よりもはるかに高速で長い連続勾配を登らせることができた。半複合モードでボイラー蒸気を低圧シリンダーに直接取り入れることで、エンジンは問題なく確実に始動した。^{[1] [2]}

しかし、2年間の運用を経て、複合カルーの熟練した運転手は、適切に取り扱い、操作すれば、複合機関車は、出力だけでなく燃料と水の消費量でも単一機関車を上回ることができると報告した。1909年、ビーティーは、同じ作業を行った場合、この機関車は単一機関車と比較して8%の石炭節約を示したと報告した。ある運転手は、重い勾配で低圧シリンダーに高圧蒸気を注入する半複合モードを賢明に使用することで機関車の性能が向上し、当初は問題があった高圧ビッグエンドベアリングの寿命は、すべてのベアリングとバルブの動きに使用される通常のオイルにヒマシ油を混ぜることで延長できることを説明した。^{[1] [2]}

しかし、カルー地方の長い勾配では、ボイラーの蒸気容量が不十分であったため、機関車を長時間単動モードで運転することはできなかった。3フィート6インチ（1,067ミリメートル）のケープゲージによって3つ目のシリンダーを設置できる狭いスペースに内筒へのアクセスが困難であったことも、おそらく抑止力となり、機関車は1台しか製造されなかった。^[2]

コンパウンド・カルーは、ボーフォート・ウェストとデ・アールの間のカルー地方で運行された。中央の高圧ビッグエンドベアリングに適切な手入れと頻繁な潤滑が施されていれば、良好な性能を発揮した。^[3]

1910年5月31日に南アフリカ連邦が設立されると、3つの植民地政府鉄道（CGR、ナタール政府鉄道、中央南アフリカ鉄道）が単一の行政機関の下に統合され、連邦の鉄道、港湾、港湾を管理・運営するようになった。南アフリカ鉄道と港湾は1910年に設立されたが、構成する3つの鉄道のすべての車両の実際の分類と再番号付けは、1912年1月1日から実施された。^{[4] [8]}

1912年、コンパウンド・カルーは南アフリカ鉄道のクラス1実験列車に指定され、764に再番号付けされました。1933年に運行を終了し、解体されるまで、カルーを通る旅客列車の運行を続けました。^{[2] [3] [4] [9]}

ウィキメディア・コモンズには、南アフリカのExp 1クラス（4-6-2）に関連するメディアがあります。