증기기관차는 크게 나누면 보일러·실린더·프레임(틀)·주행장치·운전실로 되어 있다. 프레임은 기관차의 등뼈에 해당하며 주행장치의 주요부분인 동륜이 액슬박스를 통하여 끼워져 있고, 이 위에 보일러와 운전실이 얹혀 있다. 보일러는 수평원통상이고 운전실 쪽에서 석탄이나 중유를 연소시켜 고열을 발생시키는 화실(火室), 연소가스를 가는 연관(煙管) 속을 통과시켜 보일러 속의 물을 가열하여 증기를 발생시키는 보일러 본체, 연소가스를 실린더의 배기와 함께 내뿜는 연실(煙室)의 순으로 되어 있다.
보일러 본체의 물은 화실·아치관·연관으로부터 전열(傳熱)되어 증발해서 대형기관차에서는 16atm 200℃까지 상승한다. 이 포화증기는 보일러 상부의 증기드럼에 모여져서 조절밸브를 통하여 건조관에, 그리고 과열관 헤더로 들어간다. 여기서부터 대연관 속을 통하고 있는 과열관에 분배되어 이곳을 2왕복하여 330℃ 정도가 되어 다시 과열관 헤더에 돌아가 전과 다른 방으로 들어간다. 이 과열증기는 1개소에 모여 증기관 2개로 나누어져서 좌우의 실린더에 분배된다. 실린더는 프레임에 고정되어 상하 2실로 나누어져 있는데, 상부의 증기실에 보내진 증기는 피스톤 밸브가 앞뒤로 움직이는 데 따라 아래에 있는 방의 앞과 뒤로 번갈아 보내진다.
피스톤의 전후운동은 직선운동으로서 연결봉에 전해지는데, 연결봉의 다른 끝은 주동륜의 크랭크에 연결되어 있으므로 내(內)운동을 하여 동륜을 회전시킨다. 또 주동륜의 크랭크의 바깥쪽에는 귀환크랭크가 붙어 있어서 주동륜이 회전한다. 이 회전은 편심봉(偏心棒)·가감링크·레이디얼 로드에 피스톤과는 다른 전후운동을 주어서 이 조작에 의하여 기관차의 전진·후퇴가 가능해진다.
주행장치는 동륜과 선륜(先輪)·종륜(從輪)으로 이루어져 있다. 동륜은 보통 2∼5개의 축으로 되어 있고 연결봉으로 연결되어 있다. 주동륜의 크랭크는 좌우로 90° 다르게 장치되어 있는데, 한쪽의 실린더에 증기가 작용하고 있을 때 다른 쪽의 실린더는 배기 중이어서 힘이 작용하지 않게 하여 원활한 회전력을 얻게 되어 있다. 운전실은 보통 좌측이 기관사석, 우측이 기관조사석인데 기관사석에는 조절밸브핸들·역전핸들·브레이크밸브 등이 있다.
중앙상부에는 각종의 압력계·증기분배함·수면계(水面計)가 있고 기관조사측에는 주수기, 형식에 따라 자동급탄장치 조절밸브가 있다. 중앙하부에는 화실로 통하는 화구창이 있는데 페달을 밟으면 압력공기의 작용으로 창문이 열린다. 이상과 같이 증기기관차는 열에너지를 기계적 일로 변환시키는 에너지의 전달효율이 전기·디젤 기관보다 나쁘고 운전비가 고가이며 급구경사일 때 성능이 뒤진다는 점, 물·석탄의 보급이 빈번해야 한다는 점, 종점에서 전향(轉向)이 필요하다는 점 등으로 인해 다른 동력을 이용한 기관차나 전차로 바뀌어가고 있다.
출처 : 네이버 백과사전
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