Parní stroje, parní turbíny, parní kotle

Turbínové lopatkové kolo a pružný hřídel

Turbínové kolo lopatkové hotoví se z nejlepší oceli a před konečným užitím se podrobuje zkoušce otáčením značně vyšším, než jakému jest v praxi podrobeno. Vzhledem ku značnému napjetí, jakému jest kolo při nadmíru rychlém otáčení účinku odstředivé síly podrobeno, a následkem rozlétnutí se původních kol při počátečních pokusech, jest zkouška tato na místě. Tloušťky kolu směrem k obvodu ubývá, jednotlivé lopatky jsou silnějšími konci do vykroužených pochev zaklínovány. Sesílené hlavice lopatek vytvořují v seřadění prstenec, jenž zabraňuje páře unikání na obvodu kola přes lopatky. Jak lopatky, tak i zevní drážkami opatřený okraj kola jsou tak sestrojeny a uloženy, že samovolně odletují z obvodu kola, jakmile normální otáčecí rychlost byla ve značnější míře překročena. Tímto způsobem učiněno bezpečnostní opatření, jelikož lopatek zbavené kolo se samo zastaví a nemůže se rozlétnouti. Silný plášť, kterým jest kolo obemknuto, zabraňuje v tomto případě, aby odstředivou silou vymrštné lopatky nepřivodily škodu okolí. Temeno lopatek udobeno jet takovým způsobem, že poskytuje doléhající naň páře jen nepatrné plochy odporu, takže celá eneržie páry, v rychlost proměněná, sděluje se kolu, následkem čehož dosahuje toto veliké rotační rychlosti a spotřebovaná pára, vší eneržie zbavená, uniká na opáčné straně kola rychlostí značně zmenšenou. Z dosud vylíčeného patrno, že při páře úplně suché a náležitém umístění kola a lopatek v pouzdře nemůže o jakémsi nepatrném opotřebení i po dlouhé době býti ani řeči. Jen v tom případě, kdy se stále dostává kolu mokré páry, nastává účinkem narážejících vodních atomů po létech opotřebení lopatek, které však v krátké době mohou býti rezervními lopatkami nahraženy. Suchá pára neúčinkuje na kolo ani po dlouholetém působení rušivě, proto jest záhodno, aby pára, dříve než vejde ve styk s kolem, byla zbavena vší vody v přístrojích odvodňovacích umístěných před vpouštěcím ventilem na parovodu. Abychom si o značné rychlosti, s jakou pára na lopatky kola účinkuje, mohli učiniti náležitou představu, sestavíme si výpočtem a pokusy zjištěný přehled, v němž písmenem A označená řádka značí počet atmosfér při vstupu do cívek, písmenem B pak rychlost parního paprsku páry spotřebované za vteřinu v metrech při výronu do vzduchu a písmenem C taktéž rychlost v metrech za vteřinu, je-li spotřebovaná pára čerpána do kondensatoru.

A	3	5	7	9	11	13	15	20
B	673	770	828	872	908	937	960	1007
C	1070	1128	1165	1195	1218	1240	1252	1580

Uvedené rychlosti parního proudu dodávají kolu za minutu při 3 až 5 HP celkem asi 30.000, při 10 HP asi 24.000, při 15 - 30 HP asi 20.000, při 50 - 75 HP asi 16.500 a při 100 až 300 HP asi 13.000 obrátek. Obvodová rychlost kola kolísá mezi 10 až 25 kilometry za minutu. Při tak ohromném počtu obrátek není vůbec možno přesně sestrojiti a naklínovati kolo, které by účinkem nadměrné odstředivé síly nepodléhalo buď samo porušení, nebo aby nepoškodilo téměř okamžitě ložiska jednostranným vzpříčením, zahřátím nebo rozedráním. Nepříjemnostem tuto vylíčeným vyhneme se užitím tenkého a pružného hřídele, který snadno vyrovnává jednostranné záchvěvy kola, jež se hlavně při počátku rotace vyskytují a nesděluje je s rušivým účinkem ložiskům. Zmíněné záchvěvy kola ustávají, dosáhne-li kolo rychlosti tak zvané kritické, jež nastane při uvádění turbíny v činnost a sice asi v první vteřině, kdy nabylo kolo asi desetinu tak zvané normální rychlosti. Po překonání kritické rychlosti nastává úplně klidný chod turbíny, jež se po několika vteřinách otáčí rychlostí předepsanou.

V předchozích odstavcích zmíněný delší konec hřídele s koly převodnými, šípově ozubenými, řemenáčem a příslušnými ložisky znázorněn jest a obrázku 104., na němž značí H kuličkové ložisko, na kterém spočívá konec hřídele, jehož delší část prochází okem V a dvojdílným utěsňovacím ložiskem T k převodu. Obě ložiska jsou tak sestrojená, že vyhovují vibraci hřídele, která se jeví při začátku chodu. Na konci a uprostřed delší, z pláště turbínového vyčnívající části hřídele, umístěna jsou dvě dvoudílná ložiska, prostřední F a konečné D. Z ostatních na obraze uvedených částí sluší uvésti řemenáč E, hřídel A, veliké ozubené kolo M, malé C, turbínové kolo B, cívku I, ventilové ústrojí cívkové K s ručním kolečkem L, bezpečnostní ložiska na plášti turbínovém E a G, hřídel velikého ozubeného kola A s ložiskem O a mazacím kroužkem P, regulátor Q, přístroj k měření rychlosti S, utěsňovací kroužek s pérem U a frikční kroužek V. Mazání ložisek obstarává samočinná maznička, jež nevyžaduje jiné obsluhy, než občasného naplnění nebo dolití dobrým olejem mazacím. Uspořádání kola v plášti turbínovém v souvislosti s kuličkovým a utěsňovacím ložiskem turbíny o 10 HP patrno z obr. 105.