탱크식 증기 기관차

3. 특징

석탄과 같은 고체 연료를 사용하는 탱크 기관차는 벙커에 연료를 싣고, 기름과 같은 액체 연료를 사용하는 경우에는 연료 탱크를 사용한다. 벙커는 주로 객차 뒤쪽이나 연소실 위, 옆쪽에 위치한다.^[26] 객차 뒤쪽에 있는 벙커는 후방 지지 차축이나 후방 보기가 있는 기관차에 사용되고, 연소실 위, 옆쪽에 있는 벙커는 연소실이 후방 구동 차축을 오버행하는 경우에 사용되어 기관차의 안정성을 높인다.^[26]

탱크식 증기 기관차는 대부분 소형이어서 회전 반경이 작고, 후방 시야가 좋으며 후진 운전(역기)이 용이하여 다양한 노선에서 사용 가능하다.

일본 국철를 비롯한 세계 각국에서는 장거리 수송에는 거의 사용되지 않았다. 하지만 도시 근교의 빈번 운전, 로컬선, 단거리 사철 노선, 산업용 철도와 같이 주행 거리가 짧고 석탄이나 물 보급이 용이한 환경에서는 널리 사용되었다. 또한 구내의 화차나 객차의 입환, 대마력을 필요로 하는 장대 편성 열차의 발차 보조기, 고장차의 견인 등에도 사용되었다.

텐더 기관차는 물과 석탄을 별도의 차량(탄수차)에 적재한다. 구배 선구용 기관차의 경우, 텐더 기관차라도 물 탱크를 설치하여 점착 성능 향상에 활용하기도 한다.

3. 1. 장점

• 텐더식 증기 기관차에 비해 크기가 작고 구조가 간단하여 제작 비용이 저렴하다.
• 후방 시야가 양호하여 후진 운전이 용이하다.
• 물을 추가로 적재하여 점착력을 조절할 수 있다.
• 비교적 소형이므로 하중이 적고, 운행 속도가 빠르다.
• 회전 반경이 작고, 후진 운전(역기)이 용이하여 다양한 노선에서 사용 가능하다.

3. 2. 단점

• 연료와 물 적재 용량이 작아 장거리 운행에 적합하지 않다.^[26]
• 동륜 위에 직접 물과 연료의 무게가 실리기 때문에, 물이나 연료가 줄어들면 축중이 떨어져 견인력이 저하된다.^[26]
• 크기 제약으로 출력과 견인력이 비교적 약해, 대량 수송 및 장거리 운행에 적합하지 않다.^[26]
• 차량 하중 변동은 운전 및 운행 계획 시 고려해야 할 사항이다.^[26]

4. 종류

탱크 기관차는 물 탱크의 설치 방식에 따라 다음과 같이 분류된다.

최초의 탱크 기관차는 1829년 레인힐 시운전에서 운행된 노블티였다.^[1] 더 흔한 형태인 사이드 탱크는 1840년대부터 등장했는데, 최초의 사이드 탱크 중 하나는 1848년 런던 브라이튼 앤 사우스 코스트 철도의 시포드 지선을 건설하는 계약자들에게 조지 잉글랜드 앤 컴퍼니(George England and Co.)가 뉴 크로스에서 공급한 것이었다.^[2] 초기에는 이러한 기관차가 안전하지 않다는 믿음이 있었으나,^[3] 이 아이디어는 특히 산업용으로 빠르게 인기를 얻었다. 1851년 만국 박람회에서는 E. B. 윌슨 앤 컴퍼니(E. B. Wilson and Company), 윌리엄 페어베언 & 손스(William Fairbairn & Sons), 조지 잉글랜드(George England), 키트슨 톰슨 앤 휴이슨(Kitson Thompson and Hewitson), 윌리엄 브리지스 아담스(William Bridges Adams) 등 5개 제조사가 설계를 전시했다.^[4] 1850년대 중반까지 탱크 기관차는 간선 철도 및 산업 분야에서 짧은 여정이나 잦은 방향 전환이 필요한 다양한 역할을 수행하게 되었다.

4. 1. 새들 탱크

4. 2. 패니어 탱크

4. 3. 사이드 탱크

4. 4. 리어 탱크

4. 5. 웰 탱크

5. 기타 유형

자체 연료를 싣는 증기 기관차에는 여러 종류의 특수 기관차가 있지만, 대개는 다른 이유로 분류된다.

• '''개럿 기관차'''는 보일러를 중심으로 양쪽에 연료 벙커와 물 탱크를 가진 동력 대차를 배치한 관절식 기관차이다. 보일러는 바퀴 없이 중앙 프레임에 장착되며, 연료 벙커와 물탱크를 운반하는 두 세트의 구동 바퀴(총 4개의 실린더)는 보일러의 각 끝에 있는 별도의 프레임에 장착된다.^[27] 더 큰 기관차가 강성 프레임 기관차의 크기를 제한하는 곡선을 돌 수 있도록 관절이 사용된다. 개럿 형태 관절의 주요 장점 중 하나는 곡선 구간을 돌 때 기관차의 무게 중심을 궤도 중심선 위 또는 안쪽에 유지하는 것이다.^[28]

• '''크레인 탱크(CT)'''는 크레인이 장착된 증기 탱크 기관차로, 철도 작업장이나 기타 산업 환경에서 사용된다. 크레인은 앞쪽, 중앙, 또는 뒤쪽에 장착될 수 있다.^[29]

• '''유선형 탱크 기관차''': 1930년대에는 여객용 급행 기관차에 유선형 차체를 적용하는 추세가 있었다. 급행 기관차는 대부분 텐더 기관차였지만, 일부 고속 탱크 기관차도 유선형으로 제작되어 빠른 속도로 운행되었다. 이러한 기관차는 회전 시간이 중요하고 회전판이 필요 없는 탱크 기관차의 장점을 활용하여 단거리 운행에 유용했다. 독일의 61형^[30]과 헝가리의 MÁV 242형 증기 기관차^[31]가 대표적인 예이다.

• '''시공사 기관차'''는 철도 건설 현장에서 토목 공학 도급업체가 사용하도록 특별히 개조된 소형 탱크 기관차이다. 이 기관차는 작업 현장의 임시 철도망 위에서 인력, 장비, 건축 자재를 운반했으며, 건설 작업에 따라 자주 재설치되거나 철거되어 다른 곳으로 이동했다. 시공사 기관차는 보통 새들 또는 웰 탱크 유형이었지만, 작업에 적합하도록 몇 가지 개조가 필요했다. 가볍게 제작된 임시 레일 위를 운행할 수 있도록 가능한 가볍게 제작되었고, 고르지 않은 선로에서 탈선하지 않도록 바퀴에 깊은 플랜지가 있었다.^[5]

• '''증기 트램 기관차'''는 가로변 또는 길가 노면 전차에서 운행하도록 제작 또는 개조된 증기 트램 기관차는 거의 보편적으로 탱크 기관차였다.^[33] 트램 기관차는 교통사고를 방지하기 위해 바퀴와 동력 장치가 덮여 있었다. 또한, 카우캐처를 장착하여 도로의 파편으로 인한 탈선을 방지했다. 일부 트램 기관차는 지붕과 옆면이 덮여 있어 기관차보다는 화물차와 비슷한 외형을 갖추고 있었다.^[34]

• '''수직 보일러 기관차'''는 수직 보일러를 장착한 철도 기관차는 대부분 탱크 기관차였으며, 작고 운전 비용이 저렴하여 주로 산업 현장에서 사용되었다.^[35]

5. 1. 개럿 기관차

5. 2. 크레인 탱크 기관차

5. 3. 유선형 탱크 기관차

5. 4. 시공사 기관차

5. 5. 증기 트램 기관차

5. 6. 수직 보일러 기관차

참조

_[1] 서적 Steam Locomotives Crescent Books 1985
_[2] 서적 Steam locomotives in industry David and Charles
_[3] 뉴스 Calamitous fire 1852-09-20
_[4] 간행물 The Great Exhibition 1851-08-29
_[5] 서적 Locomotive Cyclopedia of American Practice https://books.google[...] Simmons-Boardman Publishing Corporation
_[6] 서적 Lockwood's Dictionary of Terms Used in the Practice of Mechanical Engineering https://books.google[...] Crosby, Lockwood and Son
_[7] 서적 Industrial Locomotives & Railways of Scotland https://books.google[...] Amberley Publishing 2019-10-15
_[8] 서적 The Evolution of the Steam Locomotive (1803 to 1898) https://books.google[...] Railway Publishing Company
_[9] 서적 Great Western Railway Pannier Tanks https://books.google[...] Crowood 2014-01-31
_[10] 문서
_[11] 웹사이트 Pannier tanks http://myweb.tiscali[...]
_[12] 문서
_[13] 뉴스 An old "well" tank locomotive https://books.google[...] Locomotive Publishing Company
_[14] 뉴스 Tank locomotives for suburban service on American railways https://books.google[...] McGraw-Hill Publishing Company
_[15] 서적 Hawkins' Mechanical Dictionary: A Cyclopedia of Words, Terms, Phrases and Data Used in the Mechanic Arts, Trades and Sciences https://books.google[...] T. Audel
_[16] 서적 Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers https://books.google[...] The Institution
_[17] 서적 The Van and Kerry Railways: With the Kerry Tramway https://books.google[...] R. Cozens
_[18] 서적 The Royal Arsenal Railways: The Rise and Fall of a Military Railway Network https://books.google[...] Pen & Sword Books 2016-03-31
_[19] 간행물 Narrow Gauge Locomotive For the Gas Light and Coke Company 1895-06-07
_[20] 서적 The Light Railways of Britain and Ireland https://books.google[...] Pen and Sword 2015-11-30
_[21] 서적 British Steam Locomotive Builders Pen & Sword Books Limited
_[22] 뉴스 Locomotives built between 1930 and 1962 Kalmbach Publishing Company
_[23] 서적 The Boys' Book of Locomotives https://books.google[...] F. A. Stokes Company
_[24] 문서
_[25] 서적 Standard designation of axle arrangement on locomotives and multiple-unit sets. [ Obligatory ] 1983-01-01
_[26] 서적 The Model Locomotive: Its Design and Construction; a Practical Manual on the Building and Management of Miniature Railway Engines https://books.google[...] P. Marshall & Company
_[27] 서적 Railways in the Years of Pre-Eminence 1905–19 Blandford Press
_[28] 서적 The Garratt Locomotive https://books.google[...] David & Charles
_[29] 서적 Locomotive Magazine and Railway Carriage & Wagon Review https://books.google[...] Locomotive Publishing Company
_[30] 서적 Die Baureihe 61 und der Henschel-Wegmann-Zug EK-Verlag
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_[32] 서적 The Baldwin Locomotive Works, 1831–1915: A Study in American Industrial Practice https://books.google[...] JHU Press 2001-09
_[33] 서적 Steam Tramways: a Pressing Want of the Times https://books.google[...] Hodges, Figgis
_[34] 서적 Tramways, Their Construction and Working, Embracing a Comprehensive History of the System, Accounts of the Various Modes of Traction https://books.google[...] C. Lockwood and son
_[35] 서적 Vertical Boiler Locomotives and Railmotors Built in Great Britain https://books.google[...] Oakwood Press
_[36] 간행물 Meeting of Western Railway Club https://books.google[...] Railway Review, Incorporated 1905-04-22
_[37] 서적 Official Proceedings https://books.google[...] Western Railway Club
_[38] 뉴스 6-wheeled tank locomotive, D.W. & W. Ry. https://books.google[...] Locomotive Publishing Company 1903-06-13
_[39] 서적 Locomotives of the London Brighton and South Coast Railway: Part 3. Railway Correspondence and Travel Society
_[40] 웹사이트 The 4200 class GWR Tank locomotives http://www.greatwest[...]
_[41] 서적 The Complete Encyclopedia of Locomotives Rebo International B.V.
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