Střípky z historie – Parní kotle – 3. část

historie

kotle a kotelny

V dnešním vydání časopisu Topin předkládáme našim čtenářům 3. pokračování článku Parní kotle, pojednávající podrobněji o konstrukci těchto zařízení.
Předchozí části jsme uveřejnili v sešitech Topin č. 3 a 4-5/2021.

Parní kotel

Zákon: „Parními kotly jsou všechny nádoby, sloužící k tomu, aby se tekutiny proměnily v páry většího napjetí než jest tlak atmosferický.“

Vyjmuty jsou ony nádoby, jež určeny jsou vyvíjeti páry o přetlaku pod 0,5 atm., jsou-li spojeny s ovzduším trubkou, sahající do vodního prostoru, nahoře otevřenou, rovnou, ne­uzavřitelnou, nejvýš 5 metru vysokou a při nejmenším 10 cm širokou.

Volba materiálu, stanovení jeho tloušťky, jakož i druh konstrukce a provedení parního kotlu zůstaveny jsou výrobci na vlastní zodpovědnost, a proto má býti každý kotel opatřen firmou hotovitele, letopočtem, kdy zhotoven byl, a možno-li též továrním číslem.

Pouze upotřebení litiny a mosazného plechu na stěny kotle, ohňových a vodních trubek jest vůbec zakázáno, avšak dovoleno je užití mosazného plechu na ohňové a vodní trubky do tloušťky 10 cm.

Vzhledem k uvedenému nepočítáme ku stěnám: parojem, hlavy vodních trubek, víka průlezů a otvorů čisticích, hrdla rourová a víka k nim, pak části armatury, avšak jen tehdá, nejsou-li ani zazdívkou obklopeny ani plamenem neb plyny topivými ožehávány a neobnáší-li jich průměr více než 60 cm.

Bouilleury (čti bujéry) o více než 60 cm průměru, mají-li se opatřiti litinovým dnem, musí míti nástavky vybíhající konicky až na 60 cm; jest však dovoleno užíti litiny na nástavky varníků a předhřivačů až do průměru 80 cm, nejsou-li ani zdivem obklopeny, ani přímo vydány účinkům plamenů, horkých topicích plynů a sálavého tepla a jsou-li do vnitř, totiž proti tlaku přiměřeně vyduty a nýty jen venku spojeny. Nepřekročí-li napjetí páry 6 atm., možno užití až do průměru 75 cm litiny na parojem, je-li víko z kujného železa.

Pro zvláštní konstrukce kotlů povoluje od případu k případu ministerstvo obchodu užití litiny na konstrukci stěn kotlových.

Kotel, na jehož stěny působí značný tlak, musí býti z materiálu vzdorujícího a sice nejen tlaku páry, ale též ohni a horkým plynům topivým.

K tornu se hodí především železo a měď, hlavně železo kujné, jež jest materiálem v každém směru vyhovujícím a skorem výhradně ku výrobě kotlů užívaným. Plech ocelový, jenž se v novější době zhusta užívá, jeví se býti zcela potřebným, avšak při zpracování jest křehký a dostává snadno trhliny při ohýbání, vrtání a nýtování.

Litiny třeba užíti jen nejlepší a v míře zákonité. Měď, ač není tak pevna, ale tažnější než železo, jest přece výtečným materiálem, však jejímu užití je velice na závadu vysoká cena její. Užívá se jí tudíž jen na některé, výhradně ohni vystavené části kotle.

Kotel je složen z jednotlivých plechů, jež nesmí míti trhliny a nesmí být křehké a jež se obyčejně nýtováním spojí ve tvar válcovitý.

Tvar kotlů jest skoro výhradně válcový, poněvadž nejlépe vzdoruje a nejsnáze se hotoví. Rovné plochy, jakož i dna těleso válcovité uzavírající vystužují se, aby se pevnost zvýšila, žebry plechovými, úhlovými železy atd.

Tloušťka plechu řídí se tlakem páry a velikosti kotle. Nemá býti příliš velká, protože jest to na újmu odpařování. Nejužívanější plechy jsou 10–15 mm tlusty.

V kotli jsou dva prostory oddělené hladinou vodní, v zpodním jest jen voda, to jest prostor vodní, nad ním se sbírá pára v tak zv. prostoru parním; velikost těchto prostorů řídí se určením kotle.

Žádá-li se, aby kotel v nejkratší době (jako ku př. u stříkaček parních) vyvinul páru, postačí malý vodní prostor, má-li však spotřeba páry kolísat (jako ku př. v cukrovarech, pivovarech, přádelnách atd.) aniž by napjetí páry doznalo značnější změny, jest třeba užíti kotle s velkým prostorem vodním.

Jest tudíž velikost vodního prostoru a tím také velikost hladiny vodní podstatnou podmínkou pro rychlý vývin páry, jakož i pro bezpečnost kotle. Vyvíjí-li se pára rychle a odbírá-li se stejnoměrně, trpí kotel s velkou hladinou vodní méně kolísáním napnutí a výšky vodní hladiny než kotel s malou hladinou vodní, v němž se pára vyvíjí bouřlivěji. Při posledním jest tedy nebezpečí nedostatku vody spíše možné než při prvním.

Pára vynořuje se z vody vždy jistou rychlostí, tak že i jednotlivé částečky vodní jsou strhovány a označuje se pak co vlhká, nebo-li mokrá pára.

V zájmu udržení stroje parního, na nějž by vlhká pára zhoubně působila, jest třeba odváděti z kotle páru bez částic vodních, tedy páru suchou. Z té příčiny sbírá se pára v nástavku nahoře na kotli umístěném v parním dómu nebo-li parojemu a teprve odtud vede se na místo svého určení. Často nachází se před otvorem vypouštěcím uvnitř dómu zvláštní zařízeni sestávající ze stěn, jichž účelem je zadržeti částice vodní parou stržené, nebo se též pára suší ve zvláštních nádobách, což mnozí chybné nazývají „přehříváním.“

Veškerá plocha kotle, již zasáhnouti mohou plamen a plyny topivé, nazývá se výhřevnou plochou.

Snadno se pochopí, že vývoj páry je tím lehčí a rychlejší čím větší je plocha výhřevná, tedy čím více příležitosti mají oheň a plyny, aby své teplo kotlu odevzdaly. Závisí tedy velikost plochy výhřevné na množství páry, která se má vyvinouti.

Rozeznáváme při každém kotlu přímou a nepřímou plochu výhřevnou, dle toho, je-li kotel přímo plamenem šlehán neb toliko plyny topivými zasáhnut.

Z uvedeného také jde, že nutno zameziti, aby teplo plamene neb topivých plynů přecházelo přímo na části kotle vodou nepokryté, protože by se tyto lehce rozžhavily a snadno pak kotel nebezpečně ohrožovaly. Musí tedy celá plocha výhřevná býti pokryta vodou a proto, aby se předešlo nebezpečí, že by část výhřevné plochy byla vody prosta, když hladina kolísá, ustanovuje zákon, že voda v kotli sahati má aspoň 10 cm nad nejvyšší místo plochy výhřevné, nad t. zv. čáru ohňovou (žárorys). Tento stav vody nazývá se nejnižším stavem vodním a tentýž, jakož i čára ohňová musí býti na kotli zřejmě vyznačen.