Parní stroj Corliss - Corliss steam engine - Wikipedia
A Parní stroj Corliss (nebo Corlissův motor) je Parní motor, vybavena rotační ventily a s variabilní časování ventilů patentován v roce 1849, vynalezený a pojmenovaný podle amerického inženýra George Henry Corliss z Providence, Rhode Island.
Nejlepší byly motory vybavené ventilovým převodem Corliss tepelná účinnost jakéhokoli typu stacionární parní stroj až do upřesnění jednoproudový parní stroj a parní turbína ve 20. století. Motory Corliss byly obecně o 30 procent účinnější z hlediska spotřeby paliva než konvenční parní stroje s pevným omezením.[1] Tato zvýšená účinnost učinila parní energii ekonomičtější než vodní, což umožnilo průmyslový rozvoj daleko od mlýnů.[2]
Corlissovy motory se obvykle používaly jako stacionární motory, aby dodávaly mechanickou energii vedení hřídele v továrnách a mlýnech a řídit dynama k výrobě elektřiny. Mnohé byly poměrně velké, stály mnoho metrů vysoké a vyvíjely se několik set koňská síla, i když při nízké rychlosti, otáčení masivních setrvačníků o hmotnosti několika tun při rychlosti asi 100 otáček za minutu. Některé z těchto motorů mají neobvyklé role mechanické starší systémy a kvůli jejich relativně vysoké účinnosti a nízkým nárokům na údržbu některé z nich zůstávají v provozu až do počátku 21. století. Podívejte se například na motory v pivovaru Hook Norton Brewery a Distillerie Dillon v seznamu provozních motorů.
Mechanismy motoru Corliss
Motory Corliss mají čtyři ventily pro každý válec s parními a výfukovými ventily umístěnými na obou koncích. Motory Corliss obsahují zřetelná vylepšení jak v samotných ventilech, tak v motoru ventilové soukolí, to znamená systém vazby které ovládají ventily.
Použití samostatných ventilů pro přívod a odvod páry znamená, že ani ventily, ani průchody páry mezi válci a ventily nemusí během cyklu napájení a výfuku měnit teplotu, což znamená, že časování přívodních a výfukových ventilů lze nezávisle ovládat . Naproti tomu konvenční parní stroje mají a šoupátko nebo pístový ventil který se střídavě napájí a odvádí průchodem na každý konec válce. Tyto kanály jsou během provozu motoru vystaveny širokým teplotním výkyvům a v mechanismu ventilu jsou vysoké teplotní gradienty.
Clark (1891) uvedl, že převodovka Corliss „je v zásadě kombinací dříve známých a samostatně používaných prvků, které ovlivňují válec a převodovku ventilu“.[3] Počátky převodovky Corliss s ohledem na předchozí převodovku parních ventilů vysledoval Inglis (1868).[4]
Převodovka Corliss
George Corliss přijal US patent 6162 pro jeho ventilové zařízení 10. března 1849. Tento patent pokrýval použití a destička na zápěstí přenášet pohyb ventilu z jednoho excentru na čtyři ventily motoru a to pokrylo použití vypínací ventily s proměnnou odříznout pod guvernér ovládání, které charakterizuje Corliss Engines.[5] Na rozdíl od pozdějších motorů, z nichž většina byla vodorovná, popisuje tento patent svislý válec paprskový motor, a to používalo jednotlivé šoupátka pro vstup a výfuk na každém konci válce.
Vstupní ventily se otevírají excentricky západka; když západka výlety, je rychlé uzavření tlumeno pomocí a dashpot. V mnoha motorech funguje stejný dashpot jako vakuová pružina pro uzavření ventilů, ale Corlissovy rané motory byly natolik pomalé, že to byla hmotnost pístu a tyče dashpot, které uzavřely ventil.
Otáčky motoru Corliss se řídí změnou hodnoty odříznout páry při každém energetickém zdvihu, přičemž plyn nechávejte stále dokořán. K dosažení tohoto cíle odstředivý regulátor je spojen s dvojicí vaček, jednou pro každý vstupní ventil. Tyto vačky určují bod během zdvihu pístu, který západka uvolní, což umožňuje uzavření ventilu.
Stejně jako u všech parních strojů, u nichž je možné regulovat mezní hodnotu, spočívá výhoda v tom, že většina silového zdvihu je poháněna expanzí páry ve válci po uzavření vstupního ventilu. To se blíží ideálu Carnotův cyklus než je možné u motoru, kde je po celou dobu silového zdvihu otevřený vstupní ventil a rychlost je regulována a plyn ventil.
Převodový ventil Corliss umožňoval rovnoměrnější rychlost a lepší reakci na změny zatížení, takže byl vhodný pro aplikace, jako jsou válcovací stolice a spřádání, a výrazně rozšířil jeho použití ve výrobě.[6][7]
Ventily Corliss
Ventily Corliss se otevírají přímo do válce. Ventily spojují válec a oddělují páru a výfuk pléna. Zpočátku společnost Corliss používala šoupátka s lineárními pohony, ale do roku 1851 se Corliss přesunul na pohony s polootočními ventily, jak je dokumentováno v patentu USA 8253.[8] U tohoto motoru byla zápěstní deska přesunuta do středu strany válce, jako u pozdějších motorů Corliss. To byl pořád paprskový motor „Ovladače polootočního ventilu však ovládaly lineární šoupátka uvnitř čtyř ventilových skříní motoru.
Ventily Corliss jsou ve formě menšího kruhový segment, rotující uvnitř válcového čela ventilu. Jejich ovládací mechanismus je vypnutý podél osy ventilu, takže mají malý „mrtvý prostor“, jako je dřík a talířový ventil a celou oblast přístavu lze efektivně využít pro tok plynu.
Vzhledem k tomu, že oblast ventilu Corliss je ve srovnání s oblastí otvoru malá, účinky toku plynu generují relativně malý točivý moment na ose ventilu ve srovnání s některými jinými druhy ventilu. Tyto výhody vedly k tomu, že se Corlissova forma ventilu používá v jiných rolích, kromě parních strojů s převodem Corliss.
The Rolls-Royce Merlin letecký motor používal obdélníkový klapka jako plyn. Síly toku plynu působící asymetricky na tohoto motýla by mohly za určitých okolností vést ke špatné kontrole síly. Pozdní modely od 134, místo toho používaly škrticí ventil Corliss, aby se tomuto problému vyhnuly.[9]
Blokování a blokování motorů
Společným rysem velkých motorů Corliss je jedna nebo dvě sady úzkých zubů ozubeného kola v ráfku motoru setrvačník.[10] Tyto zuby umožňují setrvačník být promlčen, to znamená, že se obrátil pomocí a páčidlo.[11] To může být nutné při údržbě motoru, například pro nastavení časování uzavření a vstupního ventilu, a může to být nutné při spouštění motoru.
Potřeba blokování motoru během startování je nejzřetelnější u jednoválcových motorů, kde by neopatrný provozovatel motoru mohl zastavit motor s pístem uvnitř nebo v jeho blízkosti mrtvý střed. Po zastavení v tomto stavu nelze motor nastartovat vlastní silou, proto musí být zablokován do příznivější polohy pro spuštění.
Velké motory Corliss nelze bezpečně nastartovat za studena,[proč? ] takže je běžné připouštět nízkotlakou páru na obě strany válce, aby se ohřála kovová konstrukce. Pomalé otáčení motoru během tohoto procesu zajišťuje rovnoměrné zahřátí celého motoru a zajišťuje rovnoměrné rozložení oleje v mechanismu před připojením energie.[12] K tomu lze opět použít blokování, i když operátoři to někdy provádějí opatrnou ruční manipulací s ventily.[13]
U velkých motorů je blokování se svalem dostatečně obtížné blokovací motory jsou často instalovány.[14] Jedná se o malé motory s vyříznutými zuby převodovky, aby se spojily se zuby na setrvačníku. Hnací kola blokovacího motoru jsou obecně navržena tak, aby se automaticky vypnula, pokud motor začne běžet svou vlastní silou, zatímco jsou zařazené blokovací převody.
Historie společnosti
Společnost Corliss Steam Engine Company byla původně známá jako Fairbanks, Clark & Co. ve 30. letech 20. století. V roce 1843 byl přejmenován na Fairbanks, Bancroft & Co., když do společnosti vstoupil Edward Bancroft. V roce 1846 byla přejmenována na Bancroft, Nightingale & Co., když do společnosti vstoupil George H. Corliss, a v roce 1847 byla přejmenována na Corliss, Nightingale and Co. V roce 1848 se společnost přestěhovala na železniční přejezd Charles Street v roce Providence, Rhode Island.
V roce 1857 byla společnost naposledy přejmenována na Corliss Steam Engine Company. V roce 1864 Corliss vyplatil své partnery a byl jediným vlastníkem společnosti. V roce 1900 koupila společnost Corliss Steam Engine Company International Power Company. V roce 1905 ji koupila americká a britská výrobní společnost. V roce 1925 se společnost sloučila do společnosti Franklin Machine Company. V té době již Franklin Machine Company vlastnila společnost William A. Harris Steam Engine Company.
Do roku 1859 byly zavedeny všechny klíčové vlastnosti toho, co nyní známe jako motor Corliss. Patenty udělené Corlissovi a dalším zahrnovaly rotační ventily a klikové hřídele v řadě s válci. Viz například Corlissův patent US 24 618 udělený 5. července 1859.[15] Konkurenční vynálezci tvrdě pracovali na vymýšlení alternativ k Corlissovým mechanismům; obecně se vyhýbali tomu, aby Corlis použil zápěstní desku, a přijali alternativní uvolňovací mechanismy pro parní ventily, jako v Jamiesonově patentu USA č. 19 640, uděleném 16. března 1858.[16]
Patent Corliss '1849 vypršel v roce 1870; doba platnosti tohoto patentu byla prodloužena americkým patentovým vydáním 200 dne 13. května 1851 a americkým patentovým vydáním 758 a 763 12. července 1859. B. Hick a syn jako první představili motor Corliss do Velké Británie kolem roku 1864. Po roce 1870 začala řada dalších společností vyrábět motory Corliss. Mezi nimi společnost William A. Harris Steam Engine Company,[17] the Worthington Pump and Machinery Company,[18] a Allis-Chalmers.[19] Obecně byly tyto stroje označovány jako motory Corliss bez ohledu na to, kdo je vyrobil.
Centennial Engine
Corliss Centennial Engine byl all inclusive, speciálně vyrobený motor s rotačním paprskem který poháněl prakticky všechny exponáty na Sté výročí expozice v Philadelphie v roce 1876 přes hřídele v celkové délce více než míli. Zapnuto prezidentem Ulysses S. Grant a císař Pedro II z Brazílie, motor byl po celou dobu veletrhu ve veřejném zobrazení.
Motor byl konfigurován jako dva válce vedle sebe. Každý válec byl vyvrtán na 44 palců (112 cm) se zdvihem 10 stop (3,0 m). Centennial Engine byl 45 stop (14 m) vysoký, měl setrvačník 30 stop (9,1 m) v průměru a produkoval 1400 koňská síla (1 000 kW). Po veletrhu byl rozebrán a odeslán zpět do Corlissova závodu v Providence. O sedm let později byl prodán a napájen Chicago továrna ve vlastnictví George Pullman do roku 1910,[20] když byl prodán jako šrot.[21]
Tento motor se stal kulturní ikonou, a to natolik, že pro mnoho moderních historiků tento termín Corliss Engine (nebo Parní stroj Corliss) odkazuje na tento konkrétní motor, a nikoli na širokou třídu motorů vybavených ventilovým převodem Corliss.[22]
- Centennial parní stroj
Model na displeji u Muzeum MIT
Americký prezident Ulysses S. Grant a císař Pedro II z Brazílie spuštění motoru Corliss Centennial Engine při zahajovacím ceremoniálu Sté výročí expozice v Philadelphie, 1876.
Seznam provozních motorů
Umístění | Datum výroby | Datum instalace | Koňská síla | RPM | Citace |
---|---|---|---|---|---|
Albert City Threshermen & Collector Show | ca. 1920 | Neznámý | 125 | 120 | [23] |
Pila Amador | 1904 | 2007 | 60 | 100 | [24] |
Muzeum starožitného plynu a parního stroje | 1911 | 1978 | Neznámý | 80 | [25] |
Muzeum starožitného plynu a parního stroje | 1900 | 1986 | Neznámý | Neznámý | [26] |
Bancroft Shed | 1920 | 1920 | 600 | 68 | |
Boltonské parní muzeum | 1902 | 1992 | 180 | 75 | [27] |
Boltonské parní muzeum | 1914 | 1995 | 250 | Neznámý | [28] |
Čerpací stanice Bratch | 1894 nebo 1895 | 1895 nebo 1896 | Neznámý | 24 | [29] |
Coldharbour Mill | 1910 | Neznámý | 300 | Neznámý | [30] |
Asociace starožitných strojů v Connecticutu | 1910 | 2008 | 100 | Neznámý | [31] |
Denton Farm Park | 1905 | Neznámý | 350 | Neznámý | [32] |
Distillerie Dillon | 1922 | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [33] |
Ellenroad Ring Mill | 1892 | Neznámý | 2650 | 59 | [34] |
Muzeum keramiky Gladstone | Neznámý | 1925 | Neznámý | Neznámý | |
Muzeum zemědělství a průmyslu Glenn Beedy | 1923 | 1992 | 100 | 100 | [35] |
Veřejné muzeum Grand Rapids | 1905 | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [36] |
Glenwood Resource Center | 1907 | 19. prosince 1907 | Neznámý | 120 | |
Hesston Steam Museum | Neznámý | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [37] |
Pivovar Hook Norton | Neznámý | 1899 | 25 | Neznámý | [38] |
Parní muzeum Markham Grange | 1909 | 1998 | 700 | 80 | [39] |
Čerpací stanice Mill Meece | Neznámý | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [40] |
Muzeum průmyslového dědictví v Mississippi | 1905 | 2008 | Neznámý | Neznámý | [41] |
Museo de la Caña de Azucar - Hacienda Piedechinche | Neznámý | 1950 | Neznámý | Neznámý | [42] |
Národní muzeum průmyslové historie | 1913 | 2015 | 400 | 42 | [53] |
New England Wireless and Steam Museum | 1892 | 1978 | 150 | 80 | [43] |
New England Wireless and Steam Museum | 1892 | 1977 | 150 | 80 | [44] |
New England Wireless and Steam Museum | 1911 | 1969 | 150 | 80 | [45] |
Asociace starožitných strojů Nittany | 150 | ||||
Old Thresher's Reunion Heritage Museum | Neznámý | Neznámý | 750 | 36 | [46] |
Old Thresher's Reunion Heritage Museum | 1920 | Neznámý | 600 | 150 | [46] |
Old Thresher's Reunion Heritage Museum | 1903 | Neznámý | 125 | 110 | [46] |
Old Thresher's Reunion Heritage Museum | Neznámý | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [46] |
Old Thresher's Reunion Heritage Museum | Neznámý | Neznámý | Neznámý | Neznámý | [46] |
Muzeum dopravy Owls Head | ca. 1895 | Neznámý | 600 | Neznámý | [47] |
Výstaviště v okrese Pawnee | 1912 | Neznámý | Neznámý | 150 | [48][49] |
Queen Street Mill | 1895 | 1895 | 500 | 68 | |
Cukrovar Saraya | Neznámý | 1925 | Neznámý | Neznámý | [50] |
Muzeum vědy v Londýně: Burnley Ironworks Engine | 1903 | 1903 | 700 | 76 | |
Klub historických motorů Stephenson County ve Freeportu ve státě Illinois | 1914 | 1989 | 1500 | 45 | [51] |
Henry Ford | 1859 | Neznámý | 500 | 70 | [52] |
Muzeum páry | 1900 | 1986 | 100 | 90 | [53] |
Parní muzeum Tokomaru | 1916 | 1976 | 335 | 60 | [54] |
Trencherfield Mill | 1907 | 1907 | 2500 | 68 | |
Západní muzeum těžby a průmyslu | 1895 | Neznámý | 500 | Neznámý | [55] |
Viz také
Reference
- ^ Rosenberg; Trajtenberg (březen 2004). "Univerzální technologie při práci". The Journal of Economic History. 64 (1): 75.
- ^ Diana Muir (2000). Odrazy v Bulloughově rybníku. University Press of New England. str.173.
- ^ Clark, Daniel K. (1891). Parní stroj. Poloviční díl 3. London: Blackie & Son. str. 39.
- ^ Inglis, William (1868). „Na expanzním ventilu Corliss pro stacionární motory“. Sborník institucí strojních inženýrů. 19: 177–194 a desky 88 až 97. doi:10.1243 / PIME_PROC_1868_019_017_02.
- ^ USA 6162
- ^ Benett, Stuart (1986). Historie řídicí techniky 1800-1930. Instituce inženýrství a technologie. ISBN 978-0-86341-047-5.
- ^ Thompson, Ross (2009). Struktury změn v mechanické době: Technologický vynález ve Spojených státech 1790-1865. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0-8018-9141-0.
- ^ USA 8253
- ^ Harvey-Bailey, Alec; Piggott, Dave (1993). Řada Merlin 100. Důvěra Rolls-Royce Heritage Trust. ISBN 1-872922-04-X.
- ^ Norman, W. (1919). Blokovací diagramy. Nakladatelství Henley. Citováno 6. prosince 2011.
- ^ Páčidlo pro blokování motorů je viditelné v tato fotka z Továrna na cukr Saraya
- ^ "O nás". Parní muzeum Straffan. Archivovány od originál dne 07.09.2008. Viz část „Více o stacionárních motorech“, pododdíl Jednoválcový motor MILLPokyny Spuštění motoru Sidney J. Frazer.
- ^ Manipulace s ventilem je zobrazena v tato fotka z New England Wireless & Steam Museum
- ^ Walter S.Hutton, Příručka praktického inženýra, Crosby, Lockwood and Son, London, 1892, str 408 a 410
- ^ USA 24618
- ^ USA 19640
- ^ Michael Thompson (18. dubna 2016). „William A. Harris Steam Engine Co“. New England Wireless & Steam Museum. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Horizontální křížový čerpací motor Worthington“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 12. 8. 2011. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Mezník v oblasti historického strojírenství v Jacksonville na Floridě“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 14.03.2012. Citováno 16. října 2017.
- ^ Michael Thompson (13. ledna 2010). „Corliss Centennial Engine“. New England Wireless & Steam Museum. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Některé motory!“. Smithsonian Institution. Archivovány od originál dne 07.06.2010. Citováno 2009-11-14.
- ^ Kasson, John F. (1999). Civilizace stroje: Technologie a republikánské hodnoty v Americe. Macmillana. 162–167. Motor Corliss na výstavě Centennial je diskutován výhradně jako kulturní ikona.
- ^ Vossler, Bill (říjen 2017). „Parní stroj Allis-Chalmers Corliss“. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Historie pily Amador“. Pila Amador. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Muzeum starožitných plynů a parních strojů: Allis-Chalmers Corliss Engine“. Muzeum starožitných plynů a parních strojů. Archivovány od originál dne 19. dubna 2005. Citováno 6. září 2012.
- ^ "Muzeum starožitných plynových a parních strojů: motor Vilter Corliss a chladicí kompresor na amoniak". Muzeum starožitných plynů a parních strojů. Archivovány od originál dne 16. února 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Tandemová směs Wasp Mill“. The Northern Mill Engine Society. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Diamantové lano“. The Northern Mill Engine Society. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Čerpací stanice Bratch: motory“. Čerpací stanice Bratch. Citováno 6. září 2012.
- ^ "Old Engine House: další muzea". Old Engine House. Archivovány od originál dne 13. února 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Noble T. Greene Steam Engine“. Asociace starožitných strojů v Connecticutu.
- ^ https://www.tri TripAdvisor.com/LocationPhotoDirectLink-g49081-d143836-i112231669-Denton_Farm_Park-Denton_North_Carolina.html
- ^ „Residual Steam in Guadeloupe and Martinique, 2012“. Mezinárodní stránky Steam. Archivovány od originál dne 28. března 2013. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Victoria & Alexanda - největší parní stroje na výrobu mlýnů na světě“. Ellenroad Engine House. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Muzeum zemědělství a průmyslu Glenn Beedy“. Rock River Thresheree. Archivovány od originál dne 1. září 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Prohlídka muzeí Artcom: Veřejné muzeum Grand Rapids“. Prohlídka muzeí Artcom. Citováno 6. září 2012.
- ^ "Hesston Steam Museum". Urban Indiana. Archivovány od originál dne 17. srpna 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Steam at Hook Norton Brewery“. Archivovány od originál dne 7. dubna 2014. Citováno 6. září 2012.
- ^ "Agnes". Parní muzeum Markham Grange. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Mill Meece Pumping Station: Steam machines“. Čerpací stanice Mill Meece. Archivovány od originál dne 5. srpna 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Tento víkend: Britové, pára a grilování“. Poledníková hvězda. 5. listopadu 2009. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Museo de la Caña de Azúcar Hacienda Piedechinche“. Alberto. Citováno 27. listopadu 2014.
- ^ „Parní stroj Corliss, 1892“. New England Wireless & Steam Museum. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Harrisův parní stroj, 1892“. New England Wireless & Steam Museum. Citováno 16. října 2017.
- ^ „Harrisův parní stroj, 1911“. New England Wireless & Steam Museum. Citováno 16. října 2017.
- ^ A b C d E Stuart Seedorff. „Midwest Old Thresher's Reunion: Stacionární Steam“. Citováno 6. září 2012.
- ^ „asi 1895 Harris-Corliss“. Archivovány od originál dne 11.11.2011. Citováno 15. ledna 2013.
- ^ „National Register of Historical Places - OKLAHOMA (OK), Pawnee County“. Národní registr historických míst. Citováno 6. září 2012.
- ^ Národní registr digitálních aktiv # 79002016
- ^ „Real Steam in India 2004 - Saraya Sugar Factory“. Mezinárodní stránky Steam. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Cooper Corliss Engine“. Klub historických motorů v Stephenson County. Citováno 6. září 2012.
- ^ „1859 Corliss Steam Engine“. Henry Ford. Archivovány od originál dne 13. září 2012. Citováno 6. září 2012.
- ^ "O nás". Parní muzeum Straffan. Archivovány od originál dne 07.09.2008. Viz část „Více o stacionárních motorech“, pododdíl Jednoválcový motor MILL
- ^ „Muzeum páry Tokomaru“. Informační služba Petera a Pauliny Curtisových. Citováno 6. září 2012.
- ^ „Hornické muzeum se odráží s realistickým nastavením“. Denver Post. Citováno 6. září 2012.
Popular Mechanics Monthly Magazine z dubna 1907, komentovaný na straně 416, v pravém dolním rohu stránky, lze Corliss Engine přimět k další práci zvýšením tlaku v kotli, zvýšením otáček nebo menší rychlostí parních ventilů.
externí odkazy
- Kapitola 14 Audel's Engineer's and Mechanic's Guide od Franka D. Grahama.
- Historie společnosti Corliss z New England Wireless and Steam Museum.
- Základy parního stroje Corliss z Stacionární konzervace páry webové stránky Mlátače Camp Creek.
- Corliss Steam Engine Co. Centennial Engine obrázky na New England Wireless and Steam Museum webová stránka.
- Denton Farm Park, Denton v Severní Karolíně
- VĚDECKÝ AMERICKÝ DOPLŇEK Č. 286 NEW YORK, 25. června, 1881: Corliss Engine s výkonem 1 000 k Saltaire Engine, motor Hick Hargreaves s ilustracemi.