Atmosférický parní stroj
Atmosférický parní stroj Newcomenova typu pracoval na základě kondenzace vodní páry. Když horká pára z kotle vytlačila píst nahoru, uzavřel se ventil u kotle a pod píst se vstříkla studená voda, která způsobila rychlou kondenzaci a tím i podtlak. Tak byl píst atmosférickým tlakem opět stlačen dolů a konal práci kývavým pohybem nahoru a dolů. Proto se výborně hodil k pohonu pístového čerpadla, připojeného jednoduchým táhlem. Pokud se čerpadla připojila na obě ramena vrchního vahadla, vznikl dvojčinný stroj, který dodával téměř stálý proud vody. Pracovní výkon Newcomenova stroje závisel na atmosférickém tlaku.
Vývoj
- 1643–1644: Evangelista Torricelli objevil důsledky atmosférického tlaku.
- Po roce 1650: německý přírodovědec a starosta Magdeburgu Otto von Guericke navrhl a postavil vakuové čerpadlo. Efektním pokusem s polokoulemi, jež po vyčerpání vzduchu ani koňské spřežení nemohlo odtrhnout od sebe, demonstroval pro veřejnost sílu atmosférického tlaku. V těchto experimentech pokračovali například Blaise Pascal a Robert Boyle.
- Po roce 1673: nizozemský fyzik Christiaan Huygens s Francouzem Denisem Papinem prováděli experimenty s primitivním výbušným pístovým strojem. Do horní polohy je píst vynesen výbuchem střelného prachu a vrácen zpět atmosférickým tlakem.
- 1690: Denis Papin postavil model atmosférického parního stroje.
- 1698: Angličan Thomas Savery získává anglický patent pro parní čerpadlo navržené k odvodňování dolů.
- 1706: Denis Papin postavil v Hessenu svůj atmosférický parní stroj. Krátce po spuštění měl poruchu, kterou se nepodařilo odstranit.
- 1707: Petr I. Veliký přikázal umístit v Letní zahradě v Petrohradě Saveryho atmosférické parní čerpadlo k pohánění fontán.
- 1712: Anglický kovář, výrobce nástrojů a obchodník se železem Thomas Newcomen navrhl první použitelný atmosférický parní stroj.
- 1722–1724: Anglický mechanik Issak Potter postavil v Nové Bani na Slovensku Newcomenův atmosférický parní stroj. Během následujících generací bylo na Slovensku postaveno několik dalších atmosférických parních strojů.
- 1736: Jonathan Hull (Hulls) získává první patent na kolesovou loď poháněnou Newcomenovým atmosférickým parním strojem.
- 1758: Josef Karol Hell postavil na Slovensku atmosférický parní stroj Newcomenova typu o výkonu 12,3 HP (9,172 kW).
- 1764–1766: Ruský mechanik Ivan Vasiljevič Polzunov postavil dvouválcový atmosférický parní stroj.
- 1765: James Watt ukázal, že většina energie se v atmosférickém stroji spotřebuje na ohřívání válce a vytvořil daleko úspornější stroj s odděleným kondenzátorem. Navrhl také dvojčinný stroj, kde se pára pouštěla střídavě pod píst a nad píst, což umožnilo pracovat s vyšším tlakem páry. Angličan John Smeaton se pokusil vyrobit vrták pro válce atmosférických parních strojů.
- 1769–1772: Francouzský vojenský inženýr Nicolas Cugnot navrhl první použitelné vozy na parní pohon. Šlo o vozy poháněné dvouválcovým atmosférickým parním strojem.
- 1772: Angličan John Smeaton vylepšil na základě vědeckých výpočtů atmosférický parní stroj.
- 1774–1775: Angličan John Wilkinson postavil podstatně vylepšený vrták pro dělové hlavně. Mohl být rovněž použit pro vrtání válců parních strojů a zajišťovat tak přesnost těchto válců.
Literatura
- JÍLEK, František; KUBA, Josef; JÍLKOVÁ, Jaroslava. The World Inventions in Dates. Praha: Nár. tech. muzeum, 1979. (anglicky)
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Atmosferický parní stroj na Wikimedia Commons
Média použitá na této stránce
Newcomen beam engine.
The steam is produced in the boiler A and reaches the cylinder B through the pipe C. The steam in the cylinder forces the piston D upwards, like in Papin’s invention, assisted by the counterweight K. At the piston D the force is coupled via the fixed rod E and in turn by a chain to the beam F. The counterweight K is attached via the chain H to the other side of the beam. The pump rod I is rigidly coupled to the base of the counterweight, being pushed up and down by the corresponding movements of the counterweight. By stopping the flow of steam through pipe C, by use of the stopcock, the contents of the cylinder are closed off. Water from the reservoir L is injected into the cylinder via the pipe P. (This point in the cycle is shown in the illustration). The injected water speeds up condensation of the steam in the cylinder, causing a vacuum. The piston is pushed downward by the air pressure from outside, moving the mechanically coupled beam F as well. This movement lifts the counterweight K and the coupled pump rod I upwards. The pipe R takes away the condensed water, S marks the section of the U-shaped pipe submerged in the reservoir, closing off the cylinder in a steam tight manner.
M is the linkage of a small aŭiliary pump which fills the reservoir L through the pipe N. In the original implementation, the stopcocks were operated manually.Autor: Emoscopes, Licence: CC BY 2.5
Animation showing the operation of a Newcomen atmospheric engine
The Magdeburg Hemispheres