หม้อไอน้ำแบบ "สก็อตช์" สำหรับเรือเดินทะเล (หรือเรียกสั้น ๆ ว่าหม้อไอน้ำสก็อตช์ ) คือ หม้อไอน้ำแบบหนึ่งที่รู้จักกันดีในด้านการใช้งานบนเรือ

โครงสร้างโดยทั่วไปเป็นทรงกระบอกแนวนอนขนาดสั้น เตาเผาทรงกระบอกขนาดใหญ่หนึ่งเตาหรือมากกว่านั้นตั้งอยู่บริเวณส่วนล่างของเปลือกหม้อไอน้ำ เหนือเตาเผาเหล่านี้จะมีท่อไฟ ขนาดเล็กจำนวนมาก ก๊าซและควันจากเตาเผาจะไหลผ่านด้านหลังของหม้อไอน้ำ แล้วไหลกลับผ่านท่อขนาดเล็กขึ้นไปออกทางปล่องไฟ ปลายของท่อเหล่านี้จะถูกปิดด้วยกล่องควันซึ่งอยู่นอกเปลือกหม้อไอน้ำ^{[ 1 ]}

หม้อไอน้ำแบบสก็อตช์เป็นหม้อไอน้ำแบบท่อไฟโดยก๊าซไอเสีย ร้อน จะไหลผ่านท่อที่ตั้งอยู่ภายในถังน้ำ ดังนั้นจึงเป็นหม้อไอน้ำที่พัฒนามาจากหม้อไอน้ำแบบแลงคาเชอร์ รุ่นก่อนหน้า และเช่นเดียวกับหม้อไอน้ำแบบแลงคาเชอร์ มันใช้เตาเผาแยกกันหลายเตาเพื่อให้มีพื้นที่ทำความร้อนมากขึ้นสำหรับความจุของเตาเผาที่กำหนดไว้ มันแตกต่างจากหม้อไอน้ำแบบแลงคาเชอร์ในสองประการ: ประการแรก ใช้ท่อขนาดเล็กจำนวนมาก (โดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 หรือ 4 นิ้ว [75 หรือ 100 มม.] ต่อท่อ) เพื่อเพิ่มอัตราส่วนของพื้นที่ทำความร้อนต่อพื้นที่หน้าตัด ประการที่สอง ความยาวโดยรวมของหม้อไอน้ำลดลงครึ่งหนึ่งโดยการพับทางเดินของก๊าซกลับเข้าหากัน

ปลายสุดของเตาหลอมเป็นกล่องปิดที่เรียกว่าห้องเผาไหม้ซึ่งยื่นขึ้นไปเชื่อมต่อกับท่อส่งไฟ

ผนังด้านหน้าของห้องเผาไหม้ได้รับการรองรับแรงดันไอน้ำโดยตัวท่อเอง ส่วนด้านหลังได้รับการยึดด้วยเหล็กค้ำยันที่ทะลุผ่านเปลือกหม้อไอน้ำด้านหลัง เหนือห้องเผาไหม้และท่อเป็นช่องว่างสำหรับเก็บไอน้ำแบบเปิด เหล็กค้ำยันขนาดใหญ่และยาวกว่าจะวิ่งไปตามความยาวของหม้อไอน้ำผ่านช่องว่างนี้เพื่อรองรับปลายของเปลือกหม้อไอน้ำ

ในกรณีที่มีเตาเผาหลายเตา จะมีห้องเผาไหม้แยกต่างหากสำหรับแต่ละเตา หม้อไอน้ำขนาดเล็กบางส่วนเชื่อมต่อเตาเผาหลายเตาเข้าด้วยกันในห้องเผาไหม้เดียว แต่การออกแบบเช่นนี้มีความแข็งแรงน้อยกว่า ปัญหาที่ร้ายแรงกว่าคือความเสี่ยงจากการไหลเวียนของอากาศย้อนกลับ ซึ่งไอเสียจากเตาเผาหนึ่งอาจพัดย้อนกลับไปยังเตาเผาที่อยู่ติดกัน ทำให้คนงานที่ทำหน้าที่ป้อนเชื้อเพลิงได้รับบาดเจ็บ

หม้อไอน้ำแบบแรกที่บันทึกไว้ซึ่งมีรูปแบบเทียบเคียงได้ถูกนำมาใช้ในหัวรถจักรของรถไฟรุ่น'Wilberforce'ของHackworth ในปี 1830 ^{[ 2 ]}หม้อไอน้ำนี้มีเปลือกหม้อไอน้ำทรงกระบอกยาวคล้ายกับ' Royal George ' รุ่นก่อนหน้าของเขา ที่มีปล่องส่งกลับแต่ปล่องส่งกลับถูกแทนที่ด้วยท่อไฟขนาดเล็กจำนวนมาก ดังที่ Stephenson ได้สาธิตให้เห็นอย่างมีประสิทธิภาพด้วย' Rocket ' ของเขา เมื่อหนึ่งปีก่อนหน้า มีการใช้คุณสมบัติใหม่คือห้องเผาไหม้ภายในทั้งหมด แต่แตกต่างจากหม้อไอน้ำ Scotch ในภายหลังตรงที่หม้อไอน้ำนี้ได้รับการรองรับด้วยตัวยึดของตัวเอง แทนที่จะใช้ตัวยึดผ่านผนังของเปลือกหม้อไอน้ำ ซึ่งทำให้สามารถถอดชุดประกอบทั้งหมดของแผ่นท่อด้านนอก ท่อเตาเผา ห้องเผาไหม้ และท่อไฟ ออกจากเปลือกหม้อไอน้ำได้เป็นหน่วยเดียว ทำให้การผลิตและการบำรุงรักษาง่ายขึ้น แม้ว่าจะเป็นคุณสมบัติที่มีค่า แต่ก็ไม่เหมาะสมสำหรับห้องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าซึ่งจะต้องได้รับการรองรับจากเปลือก

โดยทั่วไปแล้วเรือจะมีเตาเผา 2 เตาในหม้อไอน้ำแต่ละเครื่อง หม้อไอน้ำขนาดเล็กอาจมีเพียงเตาเดียว ในขณะที่หม้อไอน้ำขนาดใหญ่มักจะมี 3 เตา ข้อจำกัดของขนาดหม้อไอน้ำคือปริมาณงานที่คนจุดไฟแต่ละคนสามารถทำได้ โดยจุดไฟเตาเผา 1 เตาต่อคน^{[ 1 ]}เรือขนาดใหญ่ (หมายถึงเรือที่มีขนาดใหญ่กว่าเรือขนาดเล็กที่สุด) จะมีหม้อไอน้ำจำนวนมาก

เช่นเดียวกับหม้อไอน้ำ Lancashireเตาเผามักจะมีลักษณะเป็นลอนเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ผู้ผลิตแต่ละรายมีวิธีการทำลอนที่แตกต่างกันออกไป ทำให้มีการจัดประเภทเพื่อการบำรุงรักษาภายใต้ชื่อกว้างๆ เช่นLeeds , Morrison, Fox , Purves หรือ Brown ^{[ 3 ]}

การออกแบบทั่วไปคือแบบ "ระบายความร้อนด้วยน้ำ" ซึ่งด้านหลังของห้องเผาไหม้จะถูกหุ้มด้วยน้ำเพื่อทำหน้าที่เป็นพื้นผิวทำความร้อน

รูปแบบ "dry back" มีด้านหลังของห้องเผาไหม้เป็นกล่องเปิด โดยมีแผ่นโลหะบุอิฐล้อมรอบอยู่เท่านั้น^{[ 4 ] [ 5 ]}วิธีนี้ช่วยลดความซับซ้อนในการก่อสร้าง แต่ก็ทำให้ประสิทธิภาพลดลงมากเช่นกัน จึงใช้เฉพาะกับหม้อไอน้ำขนาดเล็กที่ต้นทุนการลงทุนสูงกว่าต้นทุนเชื้อเพลิง แม้ว่าหม้อไอน้ำแบบ Scotch ในปัจจุบันจะไม่ค่อยถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำหลักบนเรือแล้ว แต่ยังคงพบเห็นหม้อไอน้ำแบบ dry-back ขนาดเล็ก เช่น Minipac ^{[ 6 ]}เพื่อรองรับความต้องการรองในขณะที่จอดเทียบท่าโดยที่หม้อไอน้ำหลักเย็นอยู่

รูปแบบที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของการออกแบบแบบแห้งคือสิทธิบัตรสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดเถ้า^{[ 7 ]}ด้านหลังของห้องเผาไหม้ใช้เป็นจุดเข้าถึงสำหรับตัวแยกเถ้า โดยกำจัดเถ้าออกก่อนท่อขนาดเล็ก

การออกแบบแบบปลายคู่จะวางหม้อไอน้ำสองตัวไว้ด้านหลังชนกัน โดยเอาผนังด้านหลังของเปลือกหม้อไอน้ำออก ห้องเผาไหม้และท่อไฟยังคงแยกจากกัน การออกแบบนี้ช่วยประหยัดน้ำหนักโครงสร้างได้บ้าง แต่ก็ทำให้หม้อไอน้ำยาวขึ้นและติดตั้งในเรือได้ยากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงไม่ค่อยมีการใช้งานกันทั่วไป แม้ว่าการจัดเรียงหม้อไอน้ำแบบปลายเดี่ยวหลายตัวไว้ด้านหลังชนกันจะเป็นเรื่องปกติก็ตาม^{[ 4 ]}

การดัดแปลง " Inglis " ^{[ 8 ]}เพิ่มห้องเผาไหม้พิเศษซึ่งมีปล่องควันขนาดใหญ่เพียงอันเดียวที่ไหลกลับจากด้านหลังไปยังด้านหน้าของหม้อไอน้ำ การไหลผ่านท่อหลายท่อจึงเป็นการไหลจากด้านหน้าไปด้านหลัง ดังนั้นไอเสียจึงอยู่ที่ด้านหลัง เตาเผาหลายเตาจะใช้ห้องเผาไหม้ร่วมกัน^{[ 4 ]}

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ Inglis คือพื้นที่ทำความร้อนเพิ่มเติมที่เพิ่มเข้ามาสำหรับปริมาตรเปลือกที่เทียบเท่ากัน อาจมากถึง 20% ^{[ 9 ]}ที่น่าประหลาดใจคือ พื้นที่ทำความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่ได้มาจากห้องเผาไหม้เพิ่มเติม แต่มาจากการยืดท่อไฟที่แคบให้ยาวขึ้น ซึ่งตอนนี้สามารถวิ่งได้ตลอดความยาวของเปลือกหม้อไอน้ำ แทนที่จะเป็นเพียงระยะทางที่สั้นกว่าจากห้องเผาไหม้ภายในไปยังแผ่นท่อด้านหน้า แม้จะมีข้อได้เปรียบนี้ แต่ก็ไม่ค่อยได้ใช้

หม้อไอน้ำแบบสก็อตช์สำหรับเรือเดินทะเลได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในช่วงยุคทองของการขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องยนต์ลูกสูบที่พัฒนาขั้นสูงที่สุด เช่น เครื่องยนต์คอมปาวด์แบบขยายตัวสามเท่า หม้อไอน้ำ แบบนี้มีการใช้งานมาตั้งแต่สิ้นสุด ยุค หม้อไอน้ำแบบปล่องควัน แรงดันต่ำ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 จนถึงต้นศตวรรษที่ 20 และการมาถึงของกังหันไอน้ำ ที่มี หม้อไอน้ำแบบท่อน้ำแรงดันสูงเช่น เครื่องยนต์ ยาร์โรว์

เรือขนาดใหญ่หรือเรือเร็วอาจต้องการหม้อไอน้ำจำนวนมาก เรือไททานิกมีหม้อไอน้ำ 29 เครื่อง: 24 เครื่องเป็นแบบปลายคู่ และ 5 เครื่องเป็นแบบปลายเดี่ยวขนาดเล็กกว่า หม้อไอน้ำขนาดใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ฟุต 9 นิ้ว (4.80 เมตร) และยาว 20 ฟุต (6.1 เมตร) ส่วนหม้อไอน้ำขนาดเล็กมีความยาว 11 ฟุต 9 นิ้ว (3.58 เมตร) ปลายทุกด้านมีเตาหลอม Morrison แบบลูกคลื่นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ฟุต 9 นิ้ว (1.14 เมตร) จำนวน 3 เตา รวมทั้งหมด 159 เตา และมีแรงดันใช้งาน 215 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (1,480 kPa; 14.6 atm) ^{[ 10 ]}

เรือยนต์บางลำที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในก็มีหม้อไอน้ำแบบสก็อตช์ด้วย หม้อไอน้ำที่เรียกว่าหม้อไอน้ำไอเสียจะถูกทำให้ร้อนด้วยไอเสียร้อนจากเครื่องยนต์หลัก ตัวอย่างเช่น เรือโดยสารชั้นมอนเต้ที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซลซึ่งสร้างขึ้นในเยอรมนีในช่วงทศวรรษ 1920 และแต่ละลำติดตั้งหม้อไอน้ำสองตัว ไอน้ำที่ผลิตได้จะถูกนำไปใช้กับเครื่องจักรเสริม^{[ 11 ]}

ณ ปี 2010 ยังคงมีการใช้งานหม้อไอน้ำแบบสก็อตช์จำนวนมากบนเรือ และสามารถสร้างหม้อไอน้ำใหม่เพื่อทดแทนหม้อไอน้ำที่หมดอายุการใช้งานได้ ตัวอย่างเรือกลไฟอนุรักษ์ที่ใช้หม้อไอน้ำแบบสก็อตช์ ได้แก่:

• เรือลากจูงไอน้ำ / เรือสนับสนุนDaniel Adamsonสร้างขึ้นในปี 1903 ได้รับการบูรณะอย่างสมบูรณ์และล่องไปตามแม่น้ำ Weaver ใน Cheshire และในคลองเดินเรือแมนเชสเตอร์ มีหม้อไอน้ำ Scotch ที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง 1 เครื่อง โดยมีเตาเผา 3 เตา^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}
• เรือลากจูงไอน้ำเมย์ฟลาวเวอร์พิพิธภัณฑ์อุตสาหกรรมบริสตอล
• เรือลากจูงไอน้ำ Baltimoreที่สร้างขึ้นในปี 1906 ซึ่งจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์อุตสาหกรรม Baltimoreเป็นเรือลากจูงไอน้ำที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังใช้งานอยู่ในสหรัฐอเมริกา^{[ 15 ]}
• เรือกลไฟShieldhallซึ่งตั้งอยู่ที่เซาแธมป์ตันสหราชอาณาจักร เปิดให้บริการเต็มรูปแบบและมีหม้อไอน้ำ Scotch ที่ใช้เชื้อเพลิงน้ำมัน 2 เครื่อง^{[ 16 ]}
• เรือตัดน้ำแข็งพลังไอน้ำสเตตติน (Stettin ) ทำงานโดยใช้หม้อไอน้ำที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง 2 เครื่อง
• เรือ ลากจูง พลังไอน้ำLydia Evaซึ่งประจำการอยู่ที่ Lowestoft หรือ Great Yarmouth หม้อไอน้ำ Scotch ที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงซึ่งใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ^{[ 17 ]}
• เรือลากจูงไอน้ำKerneสร้างขึ้นในปี 1913 ดำเนินการโดยสมาคมอนุรักษ์เรือลากจูงไอน้ำ Kerne ที่เมืองลิเวอร์พูล มีหม้อไอน้ำแบบ Scotch marine ที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง 1 เครื่อง พร้อมเตาเผา 2 เตา แรงดันใช้งานสูงสุด 180 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (1,200 kPa) ^{[ 18 ]}
• เรือกลไฟTrafikสร้างขึ้นในปี 1892 ในสตอกโฮล์ม ประเทศสวีเดน โดย Bergsunds Mekaniska Verkstad เป็นเรือโดยสารและขนส่งสินค้าในทะเลสาบVättern ของสวีเดน โดยมีท่าเรือหลักอยู่ที่Hjoเครื่องจักรและหม้อไอน้ำเป็นของเดิมที่ผลิตขึ้นสำหรับเรือลำนี้ในสตอกโฮล์ม^{[ 19 ]}
• เรือลากจูงไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันชื่อ แคนนิงสร้างขึ้นในปี 1954 เดิมทีประจำการอยู่ที่ลิเวอร์พูล แต่ได้ย้ายไปประจำการที่ท่าเรือสวอนซีตั้งแต่ปี 1966 และปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของพิพิธภัณฑ์ริมน้ำแห่งชาติที่นั่น