Kas ir stacionārs tvaika dzinējs?

Pamata tvaika dzinēji darbojas, kad augstspiediena tvaiks tiek ielaists cilindrā. Šim cilindram ir virzulis, ko tvaiks spiež vienā virzienā, izspiežot atdzesētu izplūdes tvaiku no ventilācijas atveres un radot kustību caur virzuļa kātu. Šī kustība pārvieto tvaika vilciena riteņus, virzot dzinēju uz priekšu. Šādi dzinēji virzuli spiež uz vienu pusi, tad uz otru pusi, mainot, kurā cilindra galā ieplūst tvaiks.

Pirmo stacionāro tvaika dzinēju izgudroja Tomass Saverijs, un pēc tam to uzlaboja anglis Tomass Ņūkomens un skots Džeimss Vats. 1698. gadā Saverijs izgudroja tvaika dzinēju, kas izsūknētu ūdeni no Kornvolas ogļraktuvēm. Viņa pamata dizains tika uzlabots 18. un 19. gadsimtā, bet 20. gadsimtā tika aizstāts ar elektrību un iekšdedzes dzinēju.

1705. gadā Ņūkomens izgudroja pirmo staru dzinēju. Šajā stacionārajā tvaika dzinējā tika izmantota šarnīra sija, kas savienota ar vertikālo virzuļa cilindru zemāk. Watt, cita starpā, uzlaboja dzinēju, pievienojot kompresoru. Siju dzinējs galvenokārt tika izmantots ūdens sūknēšanai un dzirnavu riteņu darbināšanai. To izmantoja arī uz tvaika kuģiem.

Īslaicīgs nekustīgā dzinēja variants bija galda dzinējs. Šis dzinējs bija līdzīgs staru dzinējam, bet sēdēja uz galda pamatnes un bija savienots ar spararatu, izmantojot savienojošo stieni un šķērsgalvu. Džeimss Sadlers izgudroja dzinēju un izmantoja to Portsmutas bloku dzirnavās. Salīdzinot ar citiem dzinējiem, tas bija gan lēns, gan vājš.

Amerikānis Džordžs Henrijs Korliss stacionārā tvaika dzinēja pamatidejai, lai izveidotu Corliss dzinēju, pievienoja rotācijas vārstus. Corliss, kas pirmo reizi tika uzbūvēts 1848. gadā, ļāva mainīt vārstu darbības laiku. To galvenokārt izmantoja šahtāšanai rūpnīcās un elektroenerģijas ražošanai, izmantojot dinamo, jo tas bija ļoti ekonomisks.

1828. gadā Džeimss Pērkinss izstrādāja Uniflow dzinēju, kas izmantoja puscilindru un ļāva virzulim kustēties tikai vienā virzienā. Tā kā izplūdes gāze un degvielas tvaiks vienmēr iekļuva savos attiecīgajos cilindra galos, tas palielina siltuma efektivitāti. Uniflow tika pielāgots dažādiem tvaika dzinējiem, bet galvenokārt tika izmantots elektroenerģijas ražošanai.

Britu izgudrotājs Džeimss Hornbloers 1781. gadā izveidoja pirmo salikto stacionāro tvaika dzinēju. Viņš uzskatīja, ka, ja enerģiju un darbību var radīt no spiediena tvaika vienā cilindrā, tad to pašu tvaiku var pārvietot citā cilindrā, lai radītu vairāk jaudas. Hornblower būvēja dzinējus, kur bija vismaz divi cilindri un katrs virzulis pēc pirmā reaģēja uz zemāku spiedienu.