donderdag 9 februari 2017

GELIJKSTROOM STOOMMACHINE. WAT IS DAT?

IN HET ENGELS

DE 'UNIFLOW'

STEAMENGINE.


GELIJKSTROOM STOOMMACHINE.

In 1909 bracht professor Johann Stumpf uit Chatlottenburg een door hem ontwikkelde stoommachine op de markt.
Hij noemde dit de gelijkstroom machine, omdat deze in tegenstelling van de werking van eerder ontwikkelde stoommachines de stoom steeds in de zelfde richting stroomt; met andere woorden de stoom gaat de zelfde weg uit de cilinder, als waar hij is binnen gekomen.
Op de hiernaast geplaatste afbeelding is weergegeven dat de stoom afwisselend aan beide zijden van de cilinder binnenstroomt en deze weer verlaat in het midden door de daar aangebrachte uitlaatpoorten, zodat de verse binnentredende stoom niet met oppervlakken in aanraking komt, waarlangs de afgewerkte stoom met lage temperatuur afgevoerd wordt.
Het condenseren bij het instromen kan hier dus niet plaats vinden en een verdeling van de stoomexpansie over meer dan één cilinder is niet nodig.
Hieruit kunnen we opmaken dat de gelijkstroom niet alleen op de cilinder wisselstroom machines maar ook op die met meer cilinders sterk concurrentie uitoefent. Tevens bleek dat de gelijkstroom stoommachine ongeveer het zelfde stoomverbruik heeft als de triple expansiemachine.

De zuiger D (zie de tekening onder) is haast even lang als de helft van de cilinder. In het midden van de cilinder C bevinden zich de uitlaatpoorten naar de ruimte E, een ringvormig kanaal om de cilinder.
Dit kanaal E staat in verbinding met de condensor welke in bedrijf zijnde onder vacuüm staat.
De inlaat van van de stoom vindt plaats door de toelaatkleppen A geplaatst op de cilinderdeksels met da kamers K.
Na de inlaat treedt expansie van de stoom op. Door de daardoor plaatsvindende arbeidsafgifte koelt de stoom af en even voor het einde van de slag komt de rij uitlaatpoorten vrij. De stoom wordt afgevoerd door het grote uitlaatvlak naar de condensor. Direct daarna keert de beweging van de zuiger om en sluit de uitlaatpoorten. De overgebleven stoom wordt weer gecomprimeerd, daar de andere inlaatklep wordt geopend en verse stoom toelaat aan de andere zijde van de zuiger.


De compressie vindt plaats over 9/10e van de slag. Door de kleine inlaat en de langdurige expansie koelt de stoom sterk af. Maar deze afgekoelde stoom passeert niet meer langs de warme oppervlakken aan het einde van de cilinder waar de verse stoom binnenkomt. De stoom beweegt zich dus steeds in de zelfde richting door de cilinder omdat de uitlaat in midden zit,  vandaar de naam gelijkstroom!
De verse stoom, in dit geval oververhitte stoom, komt niet met vlakken in aanraking die door de relatief koude uitlaat zijn afgekoeld. Daarom is de verdeling van het verschil in temperatuur over meerdere cilinders, zoals bij de compound- en triple stoommachine, niet meer nodig. Tevens evenaart de gelijkstroom-stoommachine het stoomverbruik van de andere machines. De langdurige compressie doet de stoom sterk in temperatuur stijgen zodat ook daardoor bij de inlaat het verlies wordt voorkomen.
De machine is uitgevoerd met twee kleppen H wat de uitvoering eenvoudig maakt en er verder weinig mechaniek S nodig is om deze te bewegen. De machine verbruikt bij een stoomdruk van 12kg per cm² en een stoomtemperatuur van 300 C ongeveer  4,5 kg stoom per ipk per uur.


Onder de afbeelding zijn de vermogens diagrammen afgebeeld.
Hieruit blijkt de korte inlaat periode en de lange compressie van de stoom. De diagrammen van beide cilinder zijden overlappen slechts een breedte van de uitlaatpoorten. De lange compressie vereist een hoog vacuüm in de condensor, omdat er anders gevaar bestaat dat de einddruk na de compressie hoger wordt dan de inlaatdruk.
Is niet dit vacuüm nog niet aanwezig bijvoorbeeld bij het opstarten, dan moet de schadelijke ruimte flink worden vergroot. Dit wordt bereikt door het openen van kleppen die de ruimte achter de zuiger in verbinding stellen met de kamers K, de zogenaamde bijschakelruimte.
De horizontale stang S boven de cilinder, welke de rolletjes in de inlaatkleppen bedient om deze te lichten, wordt door een excentriek op de krukas heen en weer bewogen.
Door het verstellen van de excentriek kan de inlaatduur veranderd worden en daardoor ook het toerental van de machine.


WERKING VAN DE INLAATKLEP.

De inlaatkleppen worden bewogen door middel van de stang S, welke is verbonden met het excentriek op de hoofdas, waarvan de excentriciteit door een as regulateur versteld kan worden, voor het regelen van de snelheid van de machine.
Door een juk met hefbomen wordt de beweging van het excentriek overgebracht op een doorlopende stang S, die de beide inlaatkleppen beweegt.
Aan deze horizontale stang zijn hefbomen aangebracht, die bij de heen en weer gaande beweging van deze stang tegen met de klepstangen L verbonden rollen R aandrukken en zo doende kleppen lichten en de stoom toelaten tot de stoomcilinder. 

De gelijkstroommachine werd vooral gebruikt bij de Russische spoorwegen. Ze werden in Nederland gemaakt bij Firma Stork, Werkspoor en de Machine fabriek 'Breda'.


Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen