Parný stroj

Parný stroj je tepelný piestový motor meniaci tepelnú a tlakovú energiu vodnej pary na mechanickú prácu. Dnes ho väčšinou nahradili parné turbíny. Parný stroj zdokonalil James Watt.

Požiarne vozidlo poháňané parným strojom

Schéma jednovalcového dvojčinného ležatého parného stroja s posúvačovým rozvodom

Rozdelenie parných strojov

Podľa toho, do akého prostredia sa vyfukuje výstupná para (podľa protitlaku):

• výfukový parný stroj – para sa vyfukuje pri tlaku približne 110 až 120 kPa do atmosféry
• protitlakový parný stroj – para sa pri tlaku vyššom ako atmosférickom vedie do protitlakovej siete, kde sa ďalej využíva, napríklad na vykurovanie
• kondenzačný parný stroj – para sa odvádza do kondenzátora s nízkym tlakom, v ktorom kondenzuje s využitím chladiacej vody.

Ďalšie kritériá delenia:

• stroje s nedelenou expanziou pary podľa počtu valcov: jednovalcové, dvojčité, trojčité prípadne viac
• stroje s delenou expanziou pary: združené alebo tandemové
• podľa pracovných strán piesta: jednočinné a dvojčinné
• podľa použitého rozvodu: s ventilovým alebo posúvačovým
• podľa otáčok: pomalybežné, rýchlobežné
• iné kritériá…

Parný stroj v súčasnosti

Možno ho využiť všade tam, kde sa tlakovo redukuje plynné médium, sýta alebo prehriata para, spaliny, vzduch alebo iné neagresívne plyny so vstupnými parametrami: tlak 2,0 MPa a teplota 240 °C. Na trhu je k dispozícii niekoľko parných motorov. Sú dodávané na základovom ráme priamo spojené s elektrickým generátorom vrátane riadiaceho systému, ktorý je jednoduchšou aplikáciou systému používaného pri parných turbínach. Výkonový rozsah takýchto sústrojenstiev je od cca 20 do 120 kWel.

Príklad prototypového riešenia

Vzhľadom na to, že pri malých výkonoch je úspešnosť náhrady redukčného ventilu objemovým parným strojom podmienená hlavne nízkou investičnou náročnosťou, bol vyvinutý a skonštruovaný prototyp parného stroja s využitím základných komponentov vznetových motorov (kľuková skriňa, kľukový hriadeľ, ojnica, piesty a valce). Pre riešenie rozvodov bol zvolený originálny patentovaný systém rotačných plniacich a výfukových posúvačov („šúpatiek“) bez možnosti prestavovania rozvodu počas činnosti parného stroja. Vlastná konštrukcia celého rozvodu však umožňuje relatívne jednoduchou výmenou posúvačových („šúpatkových“) sád prispôsobiť parný stroj novým prevádzkovým podmienkam a to tak z hľadiska admisného a emisného tlaku ako aj z hľadiska prietoku pary. Uvedené použitie spaľovacieho motora a použitý princíp rozvodu parného stroja je chránené osvedčením o priemyslovom vzore.

Výhody parného stroja

Výhody parného stroja v porovnaní s parnou turbínou spočívajú v tom, že:

• pracuje pri nižších prietočných množstvách pary
• nemusí ísť o prehriatu paru
• dosahuje termodynamickú účinnosť až 80%. Pri pomere admisného a emisného tlaku pary 1,9 potrebuje parný motor pre výrobu elektrického výkonu 60 kW len cca 2,5 t.h^-1
• obstarávacie náklady sú nižšie

Z hľadiska obsluhy sú nároky parného stroja obmedzené na účasť jedného pracovníka pri nábehu stroja za studeného stavu pri prehrievaní prívodného potrubia, čo je asi 30 min. Počas prevádzky stačí vykonať denne jednu kontrolu.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Parný stroj