過熱器

過熱器の要素を通過する蒸気は、その金属を冷却して溶融を防ぎますが、スロットルが閉じると冷却効果がなくなるため、煙室内のダンパーが閉じて煙道への蒸気の流れを遮断し、煙道の損傷を防ぎます。特にロンドン・アンド・ノース・イースタン鉄道（LNER ）の一部の機関車には、機関車が惰性走行しているときに過熱器に空気を送り込むスニフティングバルブが装備されていました。これにより、過熱器の要素は比較的低温に保たれ、シリンダーは暖かく保たれました。スニフティングバルブは、多くのLNER機関車の煙突の後ろに見ることができます。

過熱器は蒸気回路内のスロットルとシリンダー間の距離を長くするため、スロットル操作の即時性を低下させます。これを補うため、後期の蒸気機関車の中には、過熱器の後ろの煙室にフロントエンドスロットルを装備したものがありました。このような機関車は、ボイラーの全長にわたって伸びる外部スロットルロッドと、煙室の外側にあるクランクによって識別できる場合があります。この配置により、過熱蒸気をダイナモや空気ポンプなどの補助機器にも使用できるようになります。フロントエンドスロットルのもう1つの利点は、過熱蒸気がすぐに利用できることです。ドームスロットルの場合、過熱器が実際に効率向上効果を発揮するまでには時間がかかります。

過熱器を備えた機関車には、通常、ピストン弁またはポペット弁が装備されている。これは、スライド弁を高温下で適切に潤滑することが難しいためである。

最初の実用的な過熱器は、1880年代から1890年代にかけてドイツのヴィルヘルム・シュミットによって開発されました。初期の過熱器を備えたプロイセンのS 4機関車は1898年に製造され、1902年から量産されました。^{[ 3 ]}この発明の利点は、1906年に英国のグレート・ウェスタン鉄道（GWR）によって実証されました。GWRの主任機械技師であるGJチャーチワードは、シュミット式を改良できると考え、スウィンドン式の設計と試験が行われ、1909年にスウィンドンNo.3過熱器が完成しました。^{[ 4 ]}ダグラス・アール・マーシュは、1907年10月から1910年3月にかけて、飽和蒸気を使用するI3クラスの機関車とシュミット過熱器を装備した機関車との比較試験を一連の試験で実施し、性能と効率の点で後者の優位性を証明しました。^{[ 5 ]}

改良型過熱器は、グレート・セントラル鉄道のジョン・G・ロビンソンがゴートン機関車工場で、ロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道（LSWR）のロバート・ユーリーがイーストリー工場で、そしてサザン鉄道のリチャード・モーセルが同じくイーストリー工場で導入した。

過熱器を備えた現存する最古の蒸気機関車であり、また過熱器を備えた最初の狭軌機関車でもあるのが、オーストリアのシュタイアーマルク州立鉄道（STLB）が所有するBh.1で、ムール渓谷鉄道で観光列車を運行している。

過熱器を使用する主な利点は、燃料と水の消費量を削減できることですが、メンテナンスコストが増加するという代償も伴います。ほとんどの場合、利点がコストを上回ったため、過熱器は広く使用されるようになりましたが、イギリスの入換機関車（スイッチャー）には過熱器が搭載されることはほとんどありませんでした。鉱物輸送に使用される機関車では、その利点はごくわずかだったようです。例えば、ノース・イースタン鉄道は、NERクラスP鉱物輸送機関車の一部に過熱器を取り付けましたが、後に取り外し始めました。

適切なメンテナンスを行わないと、過熱器はU字型の曲がり部分で過熱管が破裂するという、特に危険な故障を起こしやすくなります。過熱器は製造が難しく、設置後の試験も困難です。破裂すると、過熱された高圧蒸気が大きな煙道を通って火室に戻り、機関車の運転室に流れ込むため、機関車の乗務員にとって極めて危険な状態となります。