Parní stroje, parní turbíny, parní kotle

Trubnaté kotle de Lavalovy

Pro parní turbíny de Lavalovy sestrojuje závod vynálezcův parní kotle zvláštní soustavy, určené k rychlému vyvinování páry. Přehledný obraz řečeného kotle podává nám náčrtek 156.

Sestává z válcového kotle A a z komory N, ve spojení s trubicemi a a1 tvaru U, jichž bývá dle dělnosti kotle větší nebo menší počet řad. Ústí spodních ramen trubic U opatřeno jest volně uloženou cívkou, přírubou a prolomeným chránítkem před vypadnutím do komory N a vniknutím do trubice chráněnou. Cívka jest ve směru odélném provrtaná a povstalým otvorem proudí voda v obmezené míře z komory do ohnutých rour, z nichž každá jest posuvnou cívkou opatřená. Komora N může se kohoutem Z přepažiti ve dva úplně oddělené prostory, jakých jest třeba k automatickému čistění aparátu. Spojení mezi kotlem A a komorou N provedeno jest zvláště pro páru i zvláště pro vodu. První spojení obstarává roura F, která spojuje parní prostor komory s parním prostorem kotle, druhým jest roura Q, spojující dna kotle a komory a opatřená kohoutem Y, který mezi chodem jest natočen tak, aby jmenovaná spojovací trubice byla uvolněna. Po zatopení vyhřívající se trubice a vznikající pára sděluje teplo vodě v trubicích a v dalším průběhu hledí vodu z obou konců trubic vytlačiti. U horního konce trubic není jiných překážek než voda, částečně v tomto rameně a vrchní části komory N se nacházející, kterou pára vyhání jednak rourou F do kotle, jednak se tlačí do spodní části komory N. Dolejší konce nakloněných ramen vodních trubic jsou částečně uzavřeny cívkami, takže voda z nich nemůže tak rychle unikati, jako z ramen vrchních. Voda v komoře N má státi na rozhraní vrchní a spodní části, asi v místech, kde se nachází kohout Z, takže spodní konec trubice F stýká se jen s parou. Z počátku chodu povstává v tomto místě kolísání povrchu vodního, které však průběhem chodu obmezuje se jen na míru nepatrnou. Po vyrovnání tlaku ve vodních trubicích a kotli klesá voda vlastní tíhou z kotle rourou Q do spodní části komory N, odkud jí malá částka uniká cívkou do U trubic varných, kde se proměňuje v páru. Pochod ten opakuje se v rychlém tempu a vývin páry jest nejen hojný, ale také nepřetržitý, za cirkulace směrem šípů CC z varných trubic do kotle A. Voda v kotli A se nacházející, kondensuje z počátku veškeru páru a teplem z ní uvolněným se tak dlouho zahřívá, až nastane úplné vyrovnání rozdílu tepelného. Nastane-li následkem náhlého odtoku páry zmenšení tlaku v kotli, vyvinuje se pára ze zásoby vody působením tepla v ní nahromaděného a sice po dobu, než se napjetí páry a teplota vody vyrovnají. Zjev tento vyskytuje se ostatně i při jiných kotlech s větším vodním prostorem. Čistění varných trubic může se díti při každém přerušeném topení ostrou parou pomocí kohoutů Z a Y. kohoutem Z se uzavře spojení mezi spodní a vrchní částí komory N, rovněž uzavře se spojení spodní části komory N s vodou v kotli trojsměrným kohoutem Y, který se otočí tak, aby nastalo uvolnění s atmosférickým vzduchem. V kotli dosud napjatá pára uniká rourou F do vrchní části komory N a varnými trubicemi směrem šípu RR zúženým otvorem cívky do spodní části komory N a odtud kohoutem Y pomocí jakéhokoliv vedení do zvláštní nádoby nebo do ovzduší. Prudce proudící pára vypudí z komory N nejen zbytek v ní se nacházející vody, ale také usazeninu a kal v kotli a trubicích sražený. Roura Q může se přiměřeným ustavením trojsměrného kohoutu Y bez následků a nepříjemností čistiti i mezi chodem, jelikož varné trubice mohou býti zapuštěny do komory tak, aby jistá jejich část měla pro sebe zvláštní úplně vypravenou komoru N, opatřenou vlastními kohouty pro čistění a profukování. Ztráta páry a vody profukováním povstalá jest celkem nepatrnou. U špatné vody může se kotel i potrubí čistiti každodenně. Varné trubice mají průměr 25 mm, neobsahuje tudíž každá z nich ani přílišné množství vody ani páry, takže v pádu nahodilého poškození nebo prasknutí nemůže povstati explose. rovněž jest, jak výše uvedeno, postaráno o to, aby všechny roury neústily do téže komory, takže i v případě nehody vypne se z vedení jen dotyčná partie varných trubic, na níž nastala porucha. Varné trubice, ač jsou v přímém styku s ohněm a žhavými plyny z něho vystupujícími a nejsou zúplna naplněny vodou, nedoznávají poruchy, neboť vyvinující se v nich pára ubírá jim tolik tepla, že stálý a zhoubný účinek jeho na stěny trubic nastati ani nemůže. Případné opravy při soustavě tou měrou jednoduché a přehledné mohou se snadno a v mnohém případě i bez přerušení chodu provésti. Obraz 157. znázorňuje fotografický snímek přední části dvou baterií po dvou parních kotlech téže soustavy.

Soustavy této může býti užito i v jiné úpravě, při níž zevní cídění nebo případná oprava varných trubic a spodní části kotle usnadňuje se nejrozsáhlejší měrou. Za tím účelem upravuje se kotel v jiné poloze a obsah jeho se značně zmenší. Obraz 158. podává přehled nové úpravy. Kotel A, znázorněný v příčném řezu, opatřen svrchem a spodem komorami, do nichž ústí konce varných U trubic. Voda do trubic proudí přímo z kotle A posuvnými cívkami, jichž zařízení a úprava popsány u modelu předchozího, jen v takovém množství, jaké se v trubicích může okamžitě proměniti v páru. Utvořená pára proudí vrchními rameny trubic do parní komory na temeně kotle se nalézající a odtud do parního prostoru kotle A. Cestou nestýká se pára s vodním sloupcem a nemusí překonávati jeho tlak a zároveň nestrhuje s sebou vodní částečky, takže přichází do parního prostoru úplně suchá. Jelikož voda v kotli A tvoří pouze zásobárnu pro napájení trubic a vyhřívá se pouze parou, nemůže plamen na ni účinkovati přímo a var její nemůže býti nikdy bouřlivý.

Vnitřní čistění kotle a odstranění kalu a usazenin v něm a přiléhajících komorách a trubicích děje se opačným proudem páry, docíleným přerušeným spojením vodního prostoru komorou dolní, uzavřením kohoutu Z a uvolněním vypouštěcího kohoutu Y. Původní směr páry, kterým se při vývinu ubírala do kotle, označen jest šípem CC, zpětný směr, jakého se užívá pouze k profukování trubic, označuje šíp RR.. I zde dle velikosti kotle a požadavku naň kladeného, pokud se výkonnosti týče, sestává komora dolní buď pouze z jediného prostoru, nebo obsahuje dvě nebo i více oddělení s jistým počtem trubek varných a zvláštními kohouty. Kotle tyto jsou buď stálé, ve zvláštním zdivu uložené, nebo přenosné, avšak v obou případech jsou sklopné. Stejné konstrukce jsou kotle přenosné, kterých se užívá k občasnému vyvinování páry na místech se měnících, ku dopravním vozidlům, k pohánění lodních strojů aj. Kotle tyto postrádají zdiva. Obrazy 159. a 160. podávají fotografický snímek lodního kotle v celkovém pohledu a sklopeného.

Kotel má dle potřeby i více komor oddělených mezi sebou, spojení parního prostoru v kotli se spodní komorou může býti otočením kohoutu přerušeno a spojení téhož prostoru s vrchní komorou jest omezeno ventilem, na jehož hřídelíku jest upravena páka, jež vyčnívá z komory. Nastane-li na varných trubicích porucha, klesne z komory vyčnívající páka a naznačuje obsluhovači, která partie trubic jest poškozena. V tomto případě není třeba než uzavříti pod pákou se nacházející kohout, aby poškozená partie byla úplně isolovaná a vypnuta. Vyžaduje-li toho potřeba, mohou ostatní nepoškozené partie účinkovati dále, takže činnost stroje neustane a poškozená část může se teprve při vhodné příležitosti opraviti. Jedná-li se o pouhé puknutí jediné trubice, tu postačí, ucpe-li se po shrnutí paliva od poškozené partie na pravo a na levo otvor dotyčné trubice, aby voda a pára jím nemohla prouditi. Před omezením ohně zmírní se tah v komíně. Každá z těchto oprav, prováděná zručným strojníkem nebo topičem, vyžaduje pouze několik minut času. Čištění trubic a kotle zevně, jakož i topeniště a do něho ústících tahů, vyžaduje u jiných soustav značné námahy a jmenovitě zadní partie jsou buď ztěžka přístupné, nebo vůbec nepřístupné. Okolnost tato padá hlavně na váhu u kotlů námořních, pod nimiž se topí uhlím rozmanitého původu a nestejných vlastností, z něhož některé druhy vyvinují mnoho sazí a v krátkém čase zanášejí průduchy. U lodních kotlů této soustavy usnadňuje se cídění a vymetání tím, že se kotel i s varnými trubicemi sklopí kol osy zevně ve výši roštu se nacházející, čímž se celý, jindy neviditelný a často nepřístupný vnitřek úplně obnažuje. Před klopením uvolní se spojení kotle s napájecí rourou a parovodem a odstraní se vrchní komoru přikrývající deska. O těchto kotlech podává zprávy Rudolf Schwarz ve Vídni III.