História parného stroja
Prvé parné stroje boli stacionárne a pracovali pri nízkom tlaku. James Watt zdokonalil Newcomenovu konštrukciu zavedením samostatného kondenzátora a vyvinul výkonnejšie a účinnejšie riešenia, napríklad prenosné parné stroje. So zlepšovaním konštrukcie kotlov, najmä po zavedení mobilného kotla, začal experimentovať s parou s vyšším tlakom, ktorá dokázala priamo poháňať piest. Tým sa otvorila cesta ku kompaktnejším strojom schopným zabezpečiť ťah pre lokomotívy. Sám Watt získal v roku 1794 patent na parnú lokomotívu.
Už pred využitím parnej sily bolo známe, že kone dokážu ťahať ťažšie náklady po pevných drevených koľajniciach než po nerovných cestách. Na niektorých miestach sa takéto koľajnice už používali, najmä v banských oblastiach, a kone čoskoro nahradili nové parné stroje. Železnice, pôvodne budované na uľahčenie prepravy surovín a hotových výrobkov, si nečakane získali aj verejnosť ako prostriedok osobnej dopravy. V Spojenom kráľovstve sa železničné lokomotívy v prvej polovici 19. storočia rýchlo rozvíjali: v 30. rokoch 19. storočia existovalo menej než 100 míľ tratí, zatiaľ čo v roku 1860 ich bolo už viac ako 10 000.
V tom istom období vzniklo aj mnoho cestných parných vozidiel, napríklad parné valce, lokomobily a dokonca parné člny. Tieto ostatné parné cestné vozidlá však nikdy nedosiahli takú popularitu ako parná lokomotíva.
Ako funguje kotol lokomotívy?
Základná konštrukcia lokomotívnych kotlov zostala počas celej éry parných strojov v podstate nezmenená, zatiaľ čo konštrukčné úpravy a doplnkové prvky zvyšovali ich účinnosť a zlepšovali bezpečnosť. Lokomotívne kotly sú žiarotrubné kotly.
Horúce spaliny
To znamená, že oheň vytvára horúce spaliny, ktoré prechádzajú sústavou vodorovných dymových rúrok kotla, teda kotlom s vodorovnou osou valcového telesa, a odovzdávajú teplo okolitej vode v plášti kotla. V kotle lokomotívy sa vytvára para, ktorá stúpa nahor, kde regulačný ventil riadi jej prietok do valcov.
Výfuková para
Po vykonaní práce na piestoch prechádza zvyšková výfuková para do dymnice a následne cez výfukové potrubie. Výfukové potrubie potom vypúšťa paru von. Tým vzniká čiastočný podtlak, ktorý nasáva vzduch cez ohnisko a podporuje horenie.
Pôvodne sa parný kotol lokomotívy kúril tuhým palivom, najmä uhlím, ktoré sa ručne lopatou prikladalo do ohniska alebo dymnice. Neskôr boli zavedené automatické podávacie systémy. Napájanie kotla lokomotívy vodou zabezpečujú injektory, ktoré pracujú na princípe privádzania výfukovej pary. Prúd pary sa vháňa do vody a vytvára dostatočnú silu na to, aby para vstúpila do kotla lokomotívy cez jednosmerný regulačný ventil.
Na podlahovú plochu ohniska alebo dymnice môžete použiť náš žiaruvzdorný poter.
Kotlové rúrky
Prvé parné stroje pracovali tak, že vyrábali nasýtenú paru, ktorá sa zhromažďovala v hornej časti kotla lokomotívy a hlavnou parnou rúrou sa privádzala priamo do valcov.
Neskôr bola konštrukcia upravená tak, aby sa táto nasýtená para znovu ohrievala, čím sa odstránila voda a zvýšila jej teplota. Tento proces sa nazýva prehrievanie.
Parný stroj s prehriatou parou
Prehrievače boli zavedené začiatkom 20. storočia a predstavovali zásadnú zmenu pre parný stroj. Prehrievač sa skladá zo zberača prehrievača, parného dómu, rúrok prehrievacích článkov a viacerých ďalších dymových rúrok.
Zberač prehrievača prijíma paru vytvorenú v hlavnom parnom potrubí, zatiaľ čo doplnkové rúrky vedú paru cez rúrky prehrievacích článkov na ďalší ohrev, čím sa zvyšuje výkon vyrobenej prehriatej pary. Prehriata para sa potom vracia do parného potrubia.
Posledné parné vlaky boli vyradené z pravidelnej prevádzky v roku 1967, keď ich nahradila dieselová trakcia, no para rozhodne nezmizla. Tisíce nadšencov, mnohí z nich dobrovoľníci, naďalej podporujú, reštaurujú a prevádzkujú historické parné železnice po celej krajine. V roku 2008 parná lokomotíva s názvom Tornado, postavená od základov s podporou A1 Steam Locomotive Trust, dokončila skúšky a získala povolenie na prevádzku na sieti Network Rail. Hoci vychádzala z konštrukcie z 50. rokov, kotol lokomotívy musel spĺňať moderné bezpečnostné predpisy podľa smernice EÚ o tlakových zariadeniach. Žiadny britský výrobca nebol považovaný za vhodného, preto bol kotol vyrobený v dielňach Meiningen Steam Locomotive Works v Nemecku, ktoré sa stali centrom reštaurovania parných lokomotív a každoročne v septembri hostia festival venovaný parným strojom.
Výhody lokomotívneho kotla
Jednou z výhod lokomotívneho kotla je jeho hospodárnosť a veľmi rýchla výroba pary.
Nevýhody lokomotívneho kotla
Jednou z hlavných nevýhod lokomotívneho kotla je potreba udržiavať bezpečný prevádzkový tlak pary, ktorý sa kontroluje manometrom, a zároveň zabrániť nadmernému tlaku v kotle, ktorý by spôsobil otvorenie poistného ventilu.
Keď kotol lokomotívy pracuje pri vysokom výkone, čiastočky zhoreného tuhého paliva môžu byť vymrštené cez výfukové potrubie a komín. To predstavuje riziko požiarov pozdĺž železničnej trate.
Ďalšou nevýhodou lokomotívneho kotla, najmä v oblastiach s tvrdou vodou, je problém korózie a tvorby vodného kameňa.
Žiaruvzdorné materiály používané v kotle parnej lokomotívy
Žiaruvzdorné materiály zohrávajú kľúčovú úlohu pri konštrukcii a údržbe kotla parnej lokomotívy. Nižšie uvádzame niekoľko žiaruvzdorných materiálov, ktoré môžete potrebovať.
Žiaruvzdorný oblúk ohniska
Oblúk zo šamotových tehál sa nachádza nad ohňom a slúži na zabránenie tomu, aby sa častice zhoreného paliva dostávali priamo do dymových rúrok. Tento oblúk môže byť zhotovený zo šamotových tehál a žiaruvzdornej malty alebo vytvorený priamo na mieste zo žiaruvzdorného betónu. Niekedy sa oblúk odlieva po častiach zo žiaruvzdorného betónu a následne sa zostavuje pomocou žiaruvzdornej malty.
Izolácia kotla lokomotívy
Na izoláciu kotla lokomotívy môžete použiť rohož z keramického vlákna, ktorou sa obalí plášť kotla a následne sa prekryje obkladovými plechmi.
Ložiská
Pri odlievaní ložísk z bieleho kovu použite náš výrobok Premium 1P na utesnenie a ako tesniaci tmel.
Ďalšie žiaruvzdorné produkty nájdete v sekcii Historické železnice
