Caldeira Johnson - Johnson boiler
A caldeira Johnson é uma caldeira de tubo de água usada para propulsão de navios.
O projeto Johnson foi desenvolvido pelo engenheiro britânico J. Johnson no final dos anos 1920. Uma patente foi concedida em 1931, e uma dessas caldeiras foi instalada no RMS Empress da Grã-Bretanha . Esta foi uma época em que as caldeiras de tubo de água estavam sendo adotadas em navios de turbinas rápidas , como navios de guerra e navios de passageiros. Houve também uma mudança para a queima de óleo em vez da queima de carvão . O petróleo tinha várias vantagens para um navio rápido, particularmente um navio de guerra que precisava combinar tanto eficiência para longo alcance com a capacidade de gerar alta potência sob demanda quando a velocidade máxima era necessária. O petróleo exigia menos foguetes e uma tripulação menor exigia menos espaço a bordo, dedicado aos refeitórios. O reabastecimento também foi mais rápido e limpo com óleo do que com carvão.
A caldeira Johnson foi a primeira das caldeiras do tipo O , uma classe de caldeiras de tubo de água caracterizada por um único vapor e tambores de água verticalmente acima um do outro, com tubos de água verticais curvos nas laterais formando um volume cilíndrico geral. Não há grelha na base do espaço da fornalha, então eles são acionados por queimadores de líquido, ao invés de uma fornalha de combustível sólido produzindo cinzas .
A grande área de aquecimento radiante disponível permite uma taxa de combustão, para um determinado volume de forno, em torno do dobro do que para uma caldeira contemporânea, como a Yarrow . As paredes finais da fornalha podem ser paredes de água com mais tubos ou então simples tijolos refratários. A pequena quantidade de alvenaria para o projeto de Johnson, sem a necessidade de uma base de forno, foi vista como uma vantagem pela Marinha.
A Royal Navy testou uma caldeira Johnson em 1936, quando o destróier HMS Hyperion da classe H foi construído com duas caldeiras Admiralty de 3 tambores e uma Johnson, em vez dos três Admiralty usados para o resto da classe. Esta caldeira tinha uma parede de água na extremidade sem combustão. O projeto inicial teve má circulação até que os descidas frios externos foram adicionados, aumentando o peso em 10%.
Caldeiras Babcock-Johnson
O Babcock-Johnson é a forma desenvolvida do design Johnson, construído por Babcock . As paredes das extremidades do forno são tubulares e há grandes canais externos .
A caldeira e sua tomada de exaustão são encerradas em um duto de ar descendente geral, fornecido através de um pré-aquecedor de ar na chaminé de exaustão.
As primeiras versões deste projeto usavam um ninho de tubo grosso, dividido em duas camadas e com o superaquecedor colocado como tubos axialmente paralelos entre elas.
Projetos posteriores tinham ninhos de tubos mais finos de apenas quatro fileiras de tubos, com o superaquecedor colocado na captação do funil. As condições de trabalho seriam '850/850', com uma pressão de trabalho de 850 libras por polegada quadrada (59 bar) e uma temperatura de vapor de 850 ° F (454 ° C). O superaquecedor seria colocado em um lado da captação, com um reaquecedor entre as turbinas de alta e baixa pressão colocado no outro.
Caldeiras Fairfield-Johnson
A caldeira Fairfield-Johnson é um desenvolvimento posterior do tipo Babcock-Johnson. A pressão de trabalho da caldeira é reduzida de cerca de 58 bar para 30 bar, mas a temperatura do vapor após o sufeatro permanece a mesma em cerca de 825 ° F (441 ° C).
A mudança de engenharia dessas caldeiras é reduzir o trabalho realizado nos tubos geradores de vapor da caldeira, em favor do aumento do superaquecimento. O aquecimento radiante dos tubos da caldeira é o mesmo, mas há menos transferência de calor por convecção, resultando em uma temperatura de entrada do gás do superaquecedor mais alta.