woensdag 8 februari 2017

ZUIGERSTOOMMACHINE. WAT IS DAT?


MET STOOM AANGEDREVEN 

KRACHTWERKTUIG

VOOR VOORTSTUWING.



ZUIGERSTOOMMACHINE.


Een zuigerstoommachine of afgekort stoommachine is een krachtwerktuig voor de aandrijving van onder andere de scheepsvoortstuwer, schroef of scheprad, of van een hulpwerktuig, een pomp, anker- of verhaalspil, waarin het vermogen wordt geleverd door stoom te laten expanderen; hierdoor krijgt een zuiger in een cilinder een verplaatsing; deze verplaatsing kan via een drijfstang-krukmechanisme 
de krukas in rotatie brengen.
Stoommachines werden verder gebruikt voor de voortstuwing van de stoomlocomotief, gemalen voor waterniveau controle , baggermolens etc.

ZUIGERSTOOMMACHINE IN DOORSNEDE.

1. Cilinder.
2. Zuiger.
3. Zuigerstang.
4. Leistang.
5. Cilinderdeksel.
6. Ontlastklep.
7. Pakkingbus.
8. Stoompoorten.
9. Stoompoorten.
10. Stoomschuif.
11. Stoomschuifkast.
12. Stoomschuifkastdeksel.
13. Stoomschuifstang.
14. Schuifstanggeleiding.
15. Zuigerstangkruishoofd.
16. Leibaan.
17. Drijfstang.
18. Balansstroppen.
19. Pompbalansen.
20. Omkeeras.
21. Hefbomen van de omkeeras.
22. Cilinderkolom. 23. Omzetwiel. 24. Excentriek stangen. 25. Excentriek ringen. 26. Krukasblok.
27. Krukwang, krukweb. 29. Condensor. 30. Fundatieplaat.

De oorspronkelijke, tot 1850, stoommachine van James Watt had slechts één lagedrukcilinder met een intree druk van ongeveer 1,3 ata (atmosfeer absoluut); opvoering van deze druk tot 5 a 7 ata gaf enige verbetering van het vrij hoge kolenverbruik.


(De verticale compound machine uit omstreeks 1870, bestaande uit drie cilinders.)

Omstreeks 1870 vond de compound machine algemene ingang; hierbij werd de stoom na de expansie in de hogedrukcilinder (HD) gevoerd naar de lagedruk (LD) cilinder, soms twee lagedrukcilinders, die een grotere boring heeft dan de hogedrukcilinder.

Eerst nadat zacht stoommachine staal beschikbaar kwam voor de stoomketelbouw kon de druk van 7 ata worden opgevoerd tot 11 à 12,5 ata en kwam de triple-expansie machine, een uitvinding van A.C. Kirk in 1881, tot ontwikkeling, die de standaard machine werd werd en dit bleef tot de WO-II.





(Triple expansie machine van 600 pk van de Firma Stork.)

Bij een triple-expansie machine expandeert de stoom in drie trappen: ten eerste in de HD-cilinder met de kleinste boring, dan in de middeldruk (MD)-cilinder met een grotere boring en tenslotte in de LD-cilinder met de grootste boring.
Bijvoorbeeld: Laat men stoom van 12 atm in de hogedrukcilinder, die expandeert daar vervolgens naar een druk van 8 atm. Hierna stroomt de stoom naar de middeldruk cilinder die een grotere inhoud heeft dan de vorige, en daar expandeert de stoom naar een druk van 4 atm. Als laatste stroomt de stoom naar de LD-cilinder en heeft daar nog genoeg druk om arbeid te verrichten waarna een druk van 0,2 atm overblijft. Deze laatste stoom wordt afgevoerd naar een water gekoelde condensor  om daar over te gaan in water of te wel volledig expandeert in waterdamp en dat laatste voor onderdruk zorgt.
Deze machines werden zowel staand als liggend uitgevoerd, wat geheel van het doel afhankelijk was waarvoor ze gebruikt worden.
De beroemdste triple-expansie machine is die als hoofdwerktuig in de bekende Liberty-schepen werd gebruikt.
Om het stoom- respectievelijk brandstofverbruik te verbeteren werd de compound machine na 1925 gewijzigd in een drie cilinder compound machine en in 1910 werd door Stumpf de gelijkstroommachine ontwikkeld. Deze machines werkten in het begin allemaal met verzadigde stoom, ook rond 1910 werd op oververhitte stoom overgaan, verzadigde stoom die via een oververhitter droog werd.

(ss.'Vaterland'.)


In 1885 werd reeds de quadruple-expansiemachine geconstrueerd, waarbij de stoom vier expansietrappen doorloopt; deze machines werden onder andere geplaatst in de Duitse passagiersschepen de Ímperator' en de 'Vaterland'.

QUADRUPLE STOOMMACHINE IN DOORSNEDE.

1. Hogedruk-cilinder.
2. Zuigerstag.
3. Cilinderdeksel.
4. Stoomleiding naar tussenherverhitter.
5. Zuiger stoomschuif.
6. 1ste middeldruk cilinder.
7. Zuiger.
8. Veiligheidsklep.
9. 2e middeldruk-cilinder.
10. Zuiger.
11. Stoomleiding van turbocompressor.
12. Lagedruk-cilinder.
13. Zuiger.
14. Uitlaat-stoompoorten.
15. Zuigerstangpakkingbus.
16. Zuigerstang.
17. Kruishoofd, kruiskop.
18. Condensordeksel.
19. Tornwiel van tornbeweging.
20. Krukas.
21. Fundatieplaat.
22. Krukaslagerblok.
23. Lagedruk-drijfstang, krukstang.
24. Condensor. 25. Excentriekstangen; 26. Dichte schaar; 27. Excentrieken en excentrieklagers; 28. 2e middeldruk-drijfstang.
29. Condensordeksel; 30. 1ste middeldruk-drijfstang; 31. Excentriekschijven en lagers;
32. Excentriekstangen; 33. Krukwang, krukweb; 34. Krukpen, kruktap; 35. Hogedruk-drijfstang;
36. Kruishoofdleibaanplaten; 37. Schuifstang; 38. Pakkingbus; 39. Kruishoofd;
40. Machinekolommen.

Resumerend kan worden gezegd dat van de stoommachines de triple-expansie uitvoering in combinatie met de toen geproduceerde Schotse ketel met een maximumstoomdruk van 12,5 ata, de goedkoopte en eenvoudigste scheepsvoortstuwer is voor middelgrote vermogens, die daarbij zeer bedrijfszeker en gemakkelijk te onderhouden is, vandaar het enorme aantal dat in de Liberty-schepen is geplaatst.


Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen