Parní stroje, parní turbíny, parní kotle

Parní stroje

Parní stroj vůbec.

Jakkoliv panuje ve stavbě a rozčlenění parních strojů neskonalá rozmanitost, jest u všech přeměna parní síly v práci pochodem poměrně jednoduchým. Z největší části u parních strojů účinkuje tlak páry na plochu pohyblivého pístu a posunuje jej v přesně vyvrtaném válci ve směru osy ku předu a zpět. V některých případech může tohoto pohybu býti přímo použito k výkonu pracovnímu, u valné části strojů parních však tento přímočarý pohyb proměňuje se v pohyb rotační, který řemenem, ozubeným kolem neb i jiným způsobem se uzpůsobuje v žádoucí práci. Pohyb parního pístu ve válci děje se střídavě oboustranným tlakem na základny pístu. Sřídání toto vyvozuje se rozvodem parním, který nejen na žádném parním stroji scházeti nesmí, ale, jak později seznáme, tvoří nejpodstatnější část celého parního ústrojí. Podstatné části parního stroje jsou: parní válec, parní píst, rozvod, pístnice, ucpávky, přímovod, křížová hlava, ojnice, klika, hřídel s ložisky, výstředník, regulátor, setrvačník. K nim druží se podmínečně i rám a základy u strojů stabilních ležatých nebo stojatých.

Na připojeném obr. 1. seznáme uložení a funkci jednotlivých, výše uvedených součástí. D jest parní válec s ventilem V pro přívod páry, rozvod parní a píst jsou zde kryty parním válcem. Pístnice K zapuštěná do křížové hlavy Z pohybuje pístem a zároveň ho odlehčuje pomocí vedení a ucpávek S. Křížová hlava pohybuje se v přímovodu G a sděluje pohyb ojnici P, čímž přímý pohyb se mění pomocí kliky B v pohyb otáčivý. Klika B jest naklínována na hřídeli W, uloženém v ložisku L, rovněž výstředníky E a setrvačník A jsou na témže hřídeli uklínovány. Klidný chod stroje upravuje se regulátorem R, který účinkuje na rozvod a uváděn jest v pohyb řemenovým převodem z hřídele W. Stroj vykonává práci a přenáší sílu buď přímo setrvačníkem, který pak bývá upraven jako řemenáč, nebo se zvláštní řemenáč naklínuje na hřídel W. Cesta, kterou píst vykonal proběhnutím vnitřní délky válce, nazývá se zdvih. Každý zdvih vyžaduje polovici obrátky kliky, vykoná-li klika celou obrátku, vykonal píst dva zdvihy či dvojzdvih. Na konci každého zdvihu octla se klika v poloze vodorovné, v tak zvaném mrtvém bodu, při němž píst nemá žádné rychlosti a po krátkou dobu v každém pohybu ustává. U strojů jednoválcových pomáhá pístu i klice mezi chodem stroje přes mrtvé body setrvačník. Roztřídění parních strojů může se díti z různého stanoviska. Rozeznáváme pak parní stroje ležaté, stojaté, nstěnné, dle počtu parních válců jedno, dvou a tříválcové, dle způsobu rozvodu stroje parní šoupátkové a ventilové, dle účinku páry stroje plnotlaké a stroje s expansí, pak stroje výfukové a stroje s kondensací, dle počtu obrátek obyčejné hnací parní stroje a stroje rychloběžné, stroje stabilní a převozné atd. Nejčastěji vyskytují se parní stroje ležaté, jež vynikají stabilností, součástky jejich jsou snadno přístupné a lehce přehledné a obsluha jejich snadnější, ale vyžadují mnoho místa a některé součástky jejich, jmenovitě píst a křížová hlava se jednostranně opotřebují. Stojaté parní stroje nevynikají stabilitou, zaujímají však málo místa, ale přehled součástí a obsluha jejich jsou znesnadněny. Veškeré součásti stroje stojatého opotřebují se stejnoměrně. Aby stabilita příliš netrpěla otřásáním a chvěním, umísťuje se u nich válec nad hřídelem. Nástěnné parní stroje mají obyčejně klikový hřídel nad parním vlcem. Rozměry jejich i výkonnost bývají obyčejně malé. Dvouválcové parní stroje opatřeny jsou dvěma parními válci, z nichž každému se dostává přímé páry. Užíví se jich při strojích stabilních a výhradně se s nimi setkáváme u lokomotiv. Parní stroje šoupátkové docilují rozvodu buď šoupátkem plochým nebo okrouhlým. Zužitkování síly parní není u nich úplné, ale jsou dosti jednoduché, konstrukce jejich jest poměrně levná a obsluha snadnější. U parních strojů s rozvodem ventilovým zužitkuje se síla páry způsobem nejdokonalejším. Rozvod dá se snadno regulovati, ale stroje vyžadují bedlivé obsluhy a důkladné znalosti rozvodového zařízení ventilového. Úprava jejich jest složitá a nákladná. Plnotlakých strojů pro značné, avšak neúplně spotřebované množství páry neužívá se dnes, leda ojediněle, pokud starší stroje jsou v činnosti. U strojů s expansí neplní se celý vnitřní prostor válce čerstvou parou, nýbrž pouze jeho část, při čemž přívod páry se zamezuje dříve, než píst dokonal úplný zdvih, dokončení ponechává se účinku rozpínavosti páry ve válci na píst. Dle toho máme stroje parní s různým plněním válce a stupeň náplně udán jest poměrem mezi stanoviskem pístu ve válci, pokud se přívodu čerstvé páry týče, a mezi délkou celého zdvihu. Aby expanse páry pokud možno se vyčerpala, slučují se válce dvoj až trojnásobně a dle toho nabýváme strojů expansivních dvojnásob až trojnásobně sloučených (compoudních). Účinek pístu na kliku dojde bližšího vysvětlení v případě stati o těchto strojích jednající. Stroje výfukové odstraňují upotřebenou páry z parního válce výfukem bez dalšího upotřebení. U strojů s kondensací upotřebená pára se účelným ochlazením mění ve vodu a buď znovu se upotřebí k napájení kotle nebo i jinak zužitkuje. Obyčejné hnací parní stroje s mírným chodem neopotřebují se, pokud se týče součástek, záhy a značně a vytrvají dlouho. Počet obrátek obnáší za minutu 35 až 80. Stroje rychloběžné konají obrátek až 350 za minutu u modelů menších, u větších strojů čítá až 200 obrátek v minutě. Opotřebování jich nastává dosti záhy a užívá se jich k výrobě elektrické síly. Stabilní parní stroje vyžadují pevných základů, parní stroje převozné nemají nepohyblivých základů a čítají se k nim především lokomobily, spočívající na kolech, a lokomotivy.