Soorten Stoommachines

Soorten van machines (tegenwoordig zijn er natuurlijk meer type machines die bij het onderstaande lijstje moeten staan, maar we laten het maar even zo)

A zuiger stoommachines

B stoomturbines

C verbrandingsmotoren

D gas turbines

De zuigerstoommachines onderscheid men verder in:

A enkelwerkende en dubbelwerkende machine

B machines, werkende met of zonder condensatie

C voldruk en expansiemachines

D gelijk en wisselstoommachines

E kleppen en schuivenmachines

F machines, werkende met injectie of met oppervlakcondensatie

G stationaire en niet stationaire machines

H direct en indirect werkende machines


 

Enkel en dubbelwerkende machines

Een enkelwerkende stoommachine komt zelden voor.

De gelijkstroomstoommachine van Karl Schmid, uitgevoerd met trunk zuiger of kruishoofd, is enkelwerkend zie plaatje hier naast.

Een dubbelwerkende stoommachine is een machine waarbij de stoom zowel boven als onder de stoomzuiger wordt toegelaten.

Bij gelijke cilinder inhoud en gelijke aantal omwentelingen, is het vermogen van een dubbelwerkende stoommachine ongeveer twee maal zo groot als van een enkelwerkende; bovendien is de gang van een dubbelwerkende machine rustiger.

De verschillende mogelijkheden, die, wegens de zeer hoge spanningen en temperaturen, verbonden zijn aan de dubbelwerkende verbranding motor, kent men bij de dubbelwerkende stoommachine niet, al dient vooral bij gebruik van oververhitten stoom, extra zorg te worden besteed aan de pakkingbussen, schuif en klepstangen en aan zuigerveren.

 

ander foto

Machines, werkend met of zonder Condensatie

Bij een stoommachine, werkende met condensatie, wordt de afgewerkte stoom naar een condensor geleid om hierin tot water te worden verdicht, terwijl bij een machine, werkende zonder condensatie, de afgewerkte stoom in de buitenlucht ontwijkt.
Deze laatste soort machines noemt men soms wel hoogdrukmachines, waar mee men zeggen wil dat deze machines werken met hogen, d.i. atmosferische tegendruk.
De afgewerkte stoom, waarvan de spanning iets hoger is dan de dampkringdruk, bezit nog een grote hoeveelheid warmte energie, waarvan, bij een doelmatige inrichting, nog een groot deel in mechanische arbeid kan worden omgezet.
Daartoe zou aan de installatie een uitbreiding moeten worden gegeven, die in sommige gevallen op zulke ernstige, praktische bezwaren stuit, dat men met een minder gunstig stoomverbruik genoegen neemt (stoomlocomotieven, heimachines).
De voordelen, verbonden aan het werken met condensatie, zijn:

A. de tegendruk achter de zuiger kan ongeveer 1 atm. Kleiner zijn, waardoor de nuttige zuigerdruk ongeveer 1 kg per kubieke centimeter groter is; (dit voordeel kunnen we tot uitdrukking brengen, door te zeggen, dat de expansie van de stoom tot een geringere einddruk kan worden voortgezet)

B. de ketel kan worden gevoed met warm water, het geen een belangrijke brandstofbesparing met zich meebrengt; C. het voedingswater kan zuiver gedestilleerd water zijn en dit voordeel is van belang met het oog op de levensduur van de ketel en op de onderhoudskosten.

De machines, werkende met condensatie, worden weer gesplitst in twee soorten, namelijk: A. machines, werkende met oppervlakcondensatie; B. machines, werkende met injectiecondensatie.

Machines, werkende met Oppervlakcondensatie

Bij deze machines word de afgewerkte stoom in de condensor tot water verdicht, door hem in aanraking te brengen met gekoelde oppervlakken gevormd door een groot aantal nauwe, dunwandig, metalen pijpjes, waardoor afkoelingswater circulatiewater stroomt.
Het grote voordeel valt hier ogenblikkelijk op,.
De afgewerkte stoom blijft gescheiden van het afkoelingmiddel, zodat zuiver water voor ketelvoeding beschikbaar is.
Aan boord van schepen met stoomvermogen heeft men vrijwel zonder uitzonderingen oppervlakcondensatie.

Machines, werkende met Injectiecondensatie

Bij deze machines word de afgewerkte stoom directe in aanraking gebracht met het afkoelingswater, dat nu injectiewater genoemd wordt.
Deze wijze van condenseren noemt men ook wel mengcondensatie en word tegenwoordig alleen nog toegepast op rivierschepen en op sommige fabrieken, waar bruikbaar water voor ketelvoeding voldoende ter beschikking is.

Voldruk – en Expansiemachines

Bij een volle drukmachine wordt gedurende de gehelen zuigerslag stoom in de cilinder toegelaten.
Deze machines werken dus met vollen toelaat en in overeenstemming hiermede zouden we deze machines misschien beter,volle toelaatmachines” kunnen noemen.
Erg zuinig werken deze machines niet, maar het zijn alweer praktische overwegingen, waardoor nog steeds enkele machines (stoomlieren, stoomstuur en stoom omzetmachines) met volle vulling worden uitgevoerd.
Direct werkende stoom voedingspompen werken nagenoeg met vollen toelaat.
Expansiemachines werken met gedeeltelijken toelaat, de verse stoom wordt in de cilinder toegelaten voor slechts een gedeelte van de zuigerslag, waarna expansie van de stoom volgt; de stoomzuiger bereikt het einde van de slag door de uitzettende kracht van de stoom (expansie = uitzetten).
 

Gelijkstroom en wisselstroommachines

Bij een gelijkstroomstoommachine heeft toelaat van stoom plaats over een klein gedeelte van de slag; daarna volgt expansie van de stoom terwijl ongeveer 10% voor het einde van de slag deze stoom wordt afgevoerd door kanalen die zich bij een dubbelwerkende machine in het midden van de cilinder bevinden.
De uitlaat wordt niet geregeld door een schuif of klep, maar door beweging van de zuiger langs openingen in het loopvlak.
De afgewerkte stoom stroomt niet in dezelfde richting weg, als waar in de verse stoom in de cilinder is toegelaten.
Hierdoor vermijd men dat gedurende de uitlaat een sterke afkoeling langs te voren verwarmde vlakken plaats vindt, zodat begincondensatie, waarover later geringer zal zijn.
De uitlaatorganen aan de cilindereinden kunnen ontbreken en daardoor de uitlaatopeningen zich bevinden over de gehelen omtrek van de cilinder, stroomt de afgewerkte stoom gemakkelijk weg en behoef de tegendruk practici niet veel te verschillen van de condensordruk.
Terwijl het opvoeren van het vacuüm boven 80% bij een wisselstroomstoommachine, wegens de grotere begincondensatie, practici geen nut heeft, kan bij een gelijkstroomstoommachine een vacuüm van 90% met succes worden toegepast.

naar gelijkstroomstoommachines

Bij een wisselstroomstoommachine stroomt de afgewerkte stoom door hetzelfde kanaal aan het einde van de cilinder terug, waardoor de verse stoom in de cilinder is toegelaten, om vervolgens via de holte in de stoomschuif, naar de afgewerkte stoom port te ontwijken.
Maar ook al bevind zich aan dat einde van de cilinder, waar de verse stoom in de cilinder wordt toegelaten, een afzonderlijk kanaal voor afvoeren van de afgewerkte stoom dan nog noemt men de machine een wisselstroomstoommachine.

naar verhaal over kleppen

naar verhaal over schuiven

Kleppen en schuivenmachines

Men noemt de machine een kleppenmachine, indien de toelaat van de verse stoom en de afvoer van de afgewerkte stoom geregeld wordt door kleppen.
Hiernaast is een machine met draaikleppen.
Bij de meeste zuigerstoommachines aan boord van schepen wordt de stoom toelaat door schuiven verricht.

Stationaire en niet stationaire machines

Stationaire machines zijn machines, welk, solide op hun fundatie bevestigd, steeds aan dezelfde plaats gebonden zijn.

De andere soort machines noemt men algemeen landmachines.

De niet stationaire machines zijn weer in twee groepen te verdelen, namelijk:

A. machines, speciaal ingericht om te kunnen worden vervoerd, ten einden op een willekeurige plaats in werking te worden gesteld (locomobiel, heimachines).

B. machines, die in werking gesteld, de inrichting waarvan zij deel uitmaken en hiermede zich verplaatsen (scheepmachines locomotieven, automobielmotoren).

DE hulpwerktuigen aan boord van een schip dient men te rangschikken onder de stationeer machines.

land machines (gemalen)

locomobiel

hei stoommachine

hulp werktuigen

Direct en indirect werkende machines

Van de indirect werkende machines verstaan men we nog slechts de balansmachine.

Onder een direct werkende machine verstaat men een machine, waarvan de zuigerstang direct verbonden is aan de kruk pen of aan het arbeidswerktuig, of waarbij de ronddraaiende beweging van de as verkregen is door een drijfstang krukmechanisme.

Van de direct werkende machines zullen alleen de zuigerstoom werktuigen worden beschouwd.

Men onderscheidt naar de stand van de hartlijnen van cilinders A. horizontale machines; B. verticale machines; C. diagonale machines; D. hellende machines. (zie plaat onder)

Horizontale machines

De hartlijnen van de cilinders liggen in een horizontaal vlak.
Deze machines vinden als voortstuwingswerktuig geen toepassing meer.
Aan boord van schepen komen echter deze machines voor als hulpwerktuigen ( koel- en stuurmachine, lieren ).

Voorbeeld tekening van een stoommachine met een bajonetframe en met een gaffelframe ook wel vorkframe genoemd

een foto van een bajonetframe

Verticale machines

De hartlijnen van de cilinders liggen in een verticaal vlak, gaande door de as.

In de meeste gevallen is het hoofdwerktuig aan boord van schepen een verticale machine.

De as ligt in de lengterichting van het schip en onder de cilinders, terwijl op het verlengde van de as, dat bij het schip uitsteek, de schroefas is bevestigd.

Diagonale machines

De hartlijnen van de cilinders liggen in vlakken, die loodrecht staan op de as.

De as ligt langsscheeps en onder de cilinders ( schroefschip ).

De grote koppen van de drijfstangen omvatten een gemeenschappelijke krukpen en de stoomschuiven ontlenen hun beweging aan een gemeenschappelijk excentriek.

Deze machines vinden wegens hun beknoptheid soms toepassing aan boord van rivierschepen en sleepboten.

Hellende machines

De hartlijnen van de cilinders liggen in een vlak, dat, gaande door de as een zekeren scherpen hoek maakt met het horizontale vlak.

De as ligt dwarsscheeps, boven de cilinders en heeft twee krukken, die een hoek van 90 graden met elkaar vormen.

Aan weerszijden van het schip zijn op de as, waar deze buiten het schip uitsteekt, wielen – raderen – bevestigd (raderboot)

Oscillerende machines

In enkele gevallen past men als voortstuwingswerktuig voor raderboten nog machines toe, waarvan de cilinders om holle assen schommelen.

De holle assen tappen rusten in kussenblokken; een van de tappen wordt gebruikt als toevoerkanaal voor de verse stoom naar de stoom schuifkast, terwijl de andere tap dienst doet als afvoerkanaal voor de afgewerkte stoom.

De machine is kort, daar de zuigerstang direct aan de krukpen is verbonden.

oscillerende stoommachines

Sleufkruishoofdmachines

Deze machine is van weinig praktisch belang en dat deze machines nog de aandacht wordt gevestigd, vind zijn reden hierin, dat bij deze machines, die geen drijfstang hebben en waarbij de zuigerstang door middel van een sleufkruishoofd direct verbonden is aan krukpen, de projectie van de door de krukpen doorlopen cirkel boog gelijk is aan de doorlopen zuigerweg.
De toepassingen van deze methode vind je bij kleine pompen in combinatie met stoommachine.

De eerste plaat een stoommachine met draai schuiven of kleppen, een voorloper van de kleppen machines.

Deze methode werd al voor de stoomverdeling met een bakschuif toegepast, dus je kunt zeggen dat de kleppen machines eerder bestonden dan de bakschuif en rondeschuif machines.