Střípky z historie – Parní kotle – 2. část

Dnes našim čtenářům přinášíme druhou část tohoto seriálu a předpokládáme, že si o parních kotlech rádi a se zájmem přečtou něco tehdy nového, a že tyto poznatky mohou případně i v dnešní době uplatnit, protože pára ještě z našeho života zcela nezmizela.

Čtenářům Topin překládáme unikátní a velmi zajímavý materiál. Tento byl publikován v encyklopedii Kronika práce, osvěty, průmyslu a nálezův, kterou vydával již od roku 1846 pražský nakladatel I.  L. Kober. V roce 1905 zde pak byly v IX. díle souhrnně publikovány všechny tehdy známé poznatky věnované páře a parním kotlům. Obsáhlý článek je natolik pozoruhodný a odborně zajímavý i v současnosti, že bude publikován v našem časopise bez krácení, a tedy na pokračování.
Srozumitelné, komplexní a systematicky utříděné poznatky o parních kotlech jsou úctyhodné a neztratily ani v průběhu dlouhé řady let nic ze své aktuálnosti. Mohou proto i dnes poskytnout řadu užitečných informací dnešní generaci technických odborníků.
„Století páry“, jak bylo devatenácté století nazýváno, je nepochybně pevným odborným základem následujícího celosvětového technického rozvoje, a to také proto, že významně pozitivně ovlivnilo téměř všechna ostatní odvětví a tím podmínilo celý technický pokrok.

Rošt rovinný

Skládá se z řady vedle sebe položených roštnic r obr. 2., zhotovených buď z litiny nebo z kujného železa, spočívajících širokými hlavami na podporách b, b₁, ale tak, že zbývá ve směru délky dostatečná vůle a že se roštnice, které se žárem prodlužují, ani neprohnou, ani nezlomí.

Mezi jednotlivými roštnicemi povstanou mezery, jichž šířka se řídí dle druhu užívaného paliva, jimi proudí vzduch do paliva. Plocha všech těchto mezer nazývá se světlou neb volnou plochou roštovou a jest obyčejně 1/3 veškeré plochy roštové t. zv. hrubé plochy roštové.

Roštnice nedělávají se přes 1 m dlouhé, bývají dole o 3–5 mm slabší než nahoře, mívají tudíž tvar klínovitý, tak že takto povstalými dole širšími mezerami strusky a popel snáze propadávají a vzduch bez překážky vniká.

Rošt rovinný jest výhodný, topí-li se dobrým uhlím, avšak možno na něm i palivo menší hodnoty spalovati. Dovoluje snadné pozorování, jakož i regulaci ohně, popel a strusky samy propadávají mezerami, oheň lze snadno oživiti, upřílišnit neb utlumit a též kotel se dá bez překážky pozorovat, tak že se poškození v pravý čas opraví.

Jako nevýhoda se uvádí, že nutno přikládati při otevřených dvířkách, čímž se plamen schladí a mnoho kouře způsobí.

Rošt stupňový

Sestává z plochých stupňovitě nad sebou položených roštnic A (obr. 3.), jež po stranách spočívají na nálitcích šikmě položených podpor C, které zase uloženy jsou na příčných nosnících E. Vytáhne-li se zásuvka s nahoru, vypadává palivo z naplněného koše neb koryta g na rošt a padá přes hořící vrstvu paliva. Přístup vzduchu děje se horizontálnými mezerami.

Na konci roštu bývají ještě dva rošty R a R₁ upraveny, jež možno vytáhnouti a na něž při prohrabávání a čištění ohně popel a strusky vypadávají. Vytáhnou-li se tyto rošty, spadnou oharky a popel do popelníka.

Zvláštní výhody tohoto roštu jsou: možno spalovati též méně cenná paliva, jako prach uhelný, tříslo a piliny, tak že se i odpadky využitkují.

Zamezí se vnikání studeného vzduchu nad oheň a pod kotel, obsluha roštu jest snadnější a palivo shoří zúplna. Zároveň jest hoření téměř kouře prosté, poněvadž nové přiložené palivo ponejvíce nahoře zůstává a kouř z něho se utvořivší žárem dole vyvinutým se zapálí.

Vadami nazvati sluší: topič nepřehlédne celé ohniště, tak že často v čas nepřiloží a neprohrábne, nelze též tak snadno přetápět. Popel a škvára nepropadávají roštnicemi a třeba je prohrabáváním přivést na rošt struskový. Kotel je vždy zakryt a nedá se pozorovat.

Zdokonalením tohoto roštu jest topení Tenbrinkovo, jehož popis v některé z pozdějších kapitol bude uveden.

Rošt patrový

Slučuje přednosti roštu rovinného a stupňového bez jich nedostatků.

Sem patří též velice rozšířený a dosud nejdokonalejší rošt Bolzanův (obr. 4).

Sestává z tří roštů stupňovitě nad sebou uspořádaných R, R_{1, R2}. Nejvrchnější dva rošty R a R₁ jsou rovinné, poněkud do předu nakloněny, jichž roštnice spočívají na podporách B a B_1, z nichž jedna uložena jest asi uprostřed pod roštnicemi, tak že konce roštnic volně vyčnívají a roztahování teplem děje se nerušeně. Aby se roštnice nepřeklopily, upraveny jsou na hlavách silné plechy D, D_1.

Palivo dává se do koše G, z něhož vypadává, točí-li se košem ve smyslu šipkou naznačeném, na nejhořejší rošt R, kde se rychle v žáru tam panujícím zapálí. Kouř při tom vyvinutý proudí přes jasný plamen roštových dílů R_1, R₂, a spaluje se.

Každá druhá roštnice nejhořejšího dílu roštu opatřena je ve spod hákovitým nálitkem A, a do nálitků těch vložena je na přič tyč. Tuto tyč lze poněkud otáčeti rukojetí A kol čepů na koncích upravených, čímž se vždy druhá roštnice vzhledem sousední nazvedne. Takto povstalým pohybem třesavým se popel z mezer odstraňuje, a žár poznenáhla přesunuje do předu.

Nejspodnější část R₂ jest rošt struskový. Jest dvojdílný, a každá část vytahuje se pro sebe zvláštní rukojetí H₁ tak že oharky propadávají do popelníka. Zároveň slouží toto vytáhnutí roštu struskového ku zmírnění ohně.

Mezerami mezi jednotlivými patry lze oheň prohrábnouti a říditi. Tyto mezery musí být jinak z předu úplně palivem vyplněny, tak aby vzduch byl nucen vnikati jen mezi roštnicemi do paliva.

Pod kotlem upraveny jsou otvory nahledací S, aby se oheň pozorovati mohl.

Topeniště předkotelní

Obyčejné se klade rošt asi 0,5 m pod kotel (topeniště podkotelní neb spodní). Avšak stěny kotelní plamen silně ochlazují a samy přímo působícím žárem velice trpí. Tomu se zabrání, vloží-li se ohniště před kotel, obloží se pak ohnivzdorným materiálem a překlene se. Prostor takto upravený zove se ohništěm či topeništěm předním neb předkotelním.

Dvířka, koš čili koryto.

Při každém roštu nutno uspořádat otvor, kterým se přikládá, palivo prohrabuje a rozhrnuje. Aby se však předešlo škodlivým vlivům vzduchu proudícího tímto otvorem do ohniště, uzavírá se tento při roštech plochých dvířkami buď jednodílnými neb dvojdílnými při stupňovitých a patrových roštech košem G (zvaným též koryto), jehož hlavní výhoda spočívá v tom, že zůstává jen velice krátkou dobu otevřen, právě jen co se nasypané palivo odklopením neb vysunutím zásuvky na rošt vysype, tak že vzduch jen krátkou dobu vane přes palivo.

Dvířka jsou proti sálavému teplu opatřena zvláštním ochranným plechem odstávajícím asi o 10 cm a přinýtovaným.

Popelník

Oharky, popel a škvára propadávají do prohlubně pod roštem do t. zv. popelníku (v obr. 3. a 4. označen písmenem T). Při roštech umístěných uvnitř kotle nelze připustiti nahromadění popela a škváry, zamezuje se tím přístup vzduchu a nasbírá-li se popela příliš mnoho, zahřívají se roštnice ze zpoda, spalují se a prohýbají.

Popelník bývá opatřen záklopkou, zásuvkou nebo dvířkami, a tím umožněno další regulování hoření, vlastně přístupu vzduchu ku palivu.

Ohňový můstek, tahy

Úplné spálení se na roštu sotva kdy docílí, vždy asi bude část hořlavin unikat tahy co kouř, a co saze se usazovat na stěnách kotle a kanálů. Aby se kouř co možná spálil, opatřuje se ohniště po straně kam plamen šlehá vyzdívkou do vzdálenosti asi 20–30 cm od kotle. Tato z ohnivzdorného materiálu zhotovená vyzdívka nazývá se můstek ohňový (jízek).

Docílí se tím dokonalé promísení vzduchu a plynů kouřových, tyto se lépe stýkají s kyslíkem vzduchu a shoří.

Jest tedy v tomto místě žár nejprudší, a kotel nejvíce vydán poškození a proto nesmí zde nikdy být šev nýtový, protože by hlavy nýtů a okraje plechů rychle uhořely.

Za můstkem počínají kanály ohňové čili prostě tahy. (Z v obr. 5.) ­Vedeny jsou podél kotle dvakrát neb třikrát sem a tam (obyčejné třikrát), jimi táhnou plyny topivé ven, při čemž mají co možná nejvíce tepla odevzdati stěnám kotlovým. V těchto kanálech usazují se stržený popel a částice paliva ještě nespálené co saze, pokrývají stěny tahů i kotle, následkem čehož tyto tak snadno teplo nepřijímají, nutno je občas očistiti a k vůli tomu upraveny jsou v zazdívce otvory, opatřené dvířky.

Kanály ohňové vyzdí se aspoň v prvním tahu ohnivzdorným materiálem a nesmí se v nich vyskytovati žádné kouty, protože by se podporovalo nahromadění sazí.

Velikost tahu řídí se velikostí roštu, a třeba, aby jimi procházely plyny určitou rychlostí, při tom však co největší množství tepla odevzdaly stěnám kotlovým.

Zazdění kotle

Kotel, ohniště i tahy obklopují se zdivem, tak zv. zazdívkou, aby se co nejvíce zabránilo ztrátám tepla. Často se zdí na duto, totiž nechávají se ve zdivu mezery, v nichž uzavřený vzduch působí jako špatný vodič tepla a tím teplo ještě lépe udržuje. Také nahoře se kotel pokrývá vrstvou popela, na niž dávají dláždění.

Kotel sám spočívá přinýtovanými patkami na zazdívce.

Stálými změnami teploty, jimž zazdívka jest vydána, vznikají trhliny, které často až k tahům jdou, tak že studený vzduch jimi ku stěnám kotle proudí, tyto ochlazuje a nejen že vývoj páry omezuje, nýbrž i kotel sám poškozuje. Proto se zdivo svírá pasy (U v obr. 5.).

Kotle u lokomobil, jakož i většina kotlů stojatých nelze opatřiti zazdívkou, není u nich tedy také žádné topení vnější, nýbrž vždy topení vnitřní čili vložení. Tyto kotle chrání se obalem plechovým před velkými ztrátami tepelnými, často též se dává mezi obal a kotel některý špatný vodič tepla.

Sopouch, hradítko a komín

Tahy ústí do kanálu kouřového čili sopouchu, kterým se kouř vede do komína. Zvláštní zásuvkou tak zv. zásuvkou kouřovou neb hradítkem (W v obr. 5.) lze průřez sopouchu buď zužovat neb zcela zahradit. Tím se též více neb méně omezí odcházení topivých plynů t. j. tah se reguluje, a oheň na roštu se tedy buď oživí nebo zmírní.

Ze sopouchu přicházejí plyny topivé do komína a proudí jím následkem své menší měrné váhy jistou rychlostí, jež stoupá stoupne-li teplota těchto ucházejících plynů. Toto proudění plynů komínem způsobuje též tah v kanálech a tím právě je vzduch nucen vnikati mezerami v roštu do paliva.

Čím vyšší komín, čím teplejší plyny topivé v něm, tím větší je tah, avšak upřílišnění tohoto pravidla má v zápětí nevýhody. Příliš vysoký komín způsobuje příliš čilé hoření a nadbytečné vnikání vzduchu do paliva, plyny odcházejí tuze horké, nevy­užitkované a v obou případech vypadne spotřeba paliva velká.

Komíny jsou většinou zděné, zřídka železné a užije-li se těchto, vyzdívají se obyčejně. Železné komíny mají také tu nevýhodu, že se v nich kouř ochlazuje, způsobují tudíž menší tah, než stejně vysoké komíny zděné a vyžadují častých oprav. Při mnohých kotlech, jako u lokomobil, lokomotiv, u strojů lodních, kde poměry prostorové a konstruktivně k tomu vedou, nejsou komíny přiměřeně vysoké a tah se vyvolává uměle, tím, že se výfuková pára nebo vůbec proud parní komínem profukuje. Tím ssaje se vzduch, tak že mezerami roštovými rychlostí zvýšenou vniká. (Körtingovo dmychadlo.)

---

Little Sherds of History
Steam Boilers – Part II.

We are presenting a unique and very interesting material for Topin readers. The article was issued in the encyclopedia Chronicle of Work, Enlightenment, Industry and Findings, published in Prague since 1846 by I. L. Kober.

In 1905 in volume IX., all then known knowledge devoted to steam and steam boilers was presented here in summary.

Understandable, comprehensive and systematically organized knowledge about steam boilers is respectable and has not lost any of its relevance even over a long number of years. Therefore, they can still provide a lot of useful information to nowadays generation of technical experts.

The “century of steam”, as the nineteenth century was called, is undoubtedly a solid professional basis for the subsequent global technological development, also because it has had a significant positive effect on almost all other sectors and thus conditioned all technical progress.

Today we bring our readers the second part of this series and assume that they will be happy to read something new about steam boilers and that they may apply this knowledge nowadays, because steam has not yet completely disappeared from our lives.

Keywords: history, steam, steam boilers

POKRAČOVÁNÍ PŘÍŠTĚ