Was ist eine stationäre Dampfmaschine?
Eine stationäre Dampfmaschine verwendet Dampfkraft, um andere Instrumente als sich selbst anzutreiben. Sie wurden normalerweise verwendet, um Brücken, Schranken, Antriebsmühlen und Fabrikmaschinerie anzutreiben. Spätere Modelle wurden zur Stromerzeugung verwendet. Solche Motoren arbeiten von einer festen Position aus und werden nicht als Transportmittel verwendet, obwohl einige verwendet wurden, um Räder auf Dampfschiffen anzutreiben.
Grundlegende Dampfmaschinen arbeiten, wenn Hochdruckdampf in einen Zylinder gelassen wird. Dieser Zylinder hat einen Kolben, der durch den Dampf in eine Richtung gedrückt wird, wobei gekühlter Abgasdampf aus einer Entlüftung ausgestoßen wird und eine Bewegung durch die Kolbenstange erzeugt wird. Diese Bewegung bewegt die Räder eines Dampfzuges und schiebt den Motor vorwärts. Solche Motoren drücken den Kolben in die eine und dann in die andere Richtung, indem sie abwechseln, in welches Ende des Zylinders der Dampf eintritt.
Die erste stationäre Dampfmaschine wurde von Thomas Savery erfunden und dann von den englischen Kollegen Thomas Newcomen und Scot, James Watt, verbessert. Im Jahr 1698 erfand Savery eine Dampfmaschine, die Wasser aus einer kornischen Kohlenmine pumpte. Sein grundlegendes Design wurde im 18. und 19. Jahrhundert verbessert, im 20. Jahrhundert jedoch durch Elektrizität und Verbrennungsmotor ersetzt.
Im Jahr 1705 erfand Newcomen das erste Strahltriebwerk. Diese stationäre Dampfmaschine verwendete einen schwenkbaren Balken, der mit einem darunter liegenden vertikalen Kolben-Zylinder verbunden war. Watt verbesserte unter anderem den Motor durch Hinzufügen eines Kompressors. Das Strahltriebwerk wurde hauptsächlich zum Pumpen von Wasser und zum Antreiben von Mühlrädern verwendet. Es wurde auch auf Dampfschiffen eingesetzt.
Eine kurzlebige Variante des unbeweglichen Motors war der Tischmotor. Dieser Motor ähnelte dem Strahltriebwerk, saß jedoch auf einem Tischfuß und war über eine Verbindungsstange und einen Kreuzkopf mit einem Schwungrad verbunden. James Sadler hat den Motor erfunden und in den Portsmouth Block Mills eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Motoren war es sowohl langsam als auch schwach.
George Henry Corliss, ein Amerikaner, fügte der Idee der stationären Dampfmaschine Drehschieber hinzu, um den Corliss-Motor zu entwickeln. Der Corliss wurde erstmals 1848 gebaut und ermöglichte eine variable Zeitsteuerung für die Betätigung seiner Ventile. Es wurde hauptsächlich zum Schachtbau in Fabriken und zur Stromerzeugung mit Dynamos verwendet, da es sehr sparsam im Verbrauch war.
1828 entwickelte James Perkins den Uniflow-Motor, der einen Halbzylinder verwendete und dem Kolben erlaubte, sich nur in eine Richtung zu bewegen. Da die Abgase und der Kraftstoffdampf immer an denselben Enden des Zylinders eintreten, führt dies zu einer erhöhten Wärmeeffizienz. Der Uniflow wurde für verschiedene Dampfmaschinen adaptiert, wurde aber hauptsächlich zur Stromerzeugung eingesetzt.
Der britische Erfinder James Hornblower schuf 1781 die erste zusammengesetzte stationäre Dampfmaschine. Er schlussfolgerte, dass, wenn Energie und Aktion aus unter Druck stehendem Dampf in einem Zylinder erzeugt werden können, derselbe Dampf in einen anderen Zylinder geleitet werden könnte, um mehr Energie zu erzeugen. Hornblower baute Motoren, bei denen es mindestens zwei Zylinder gab und jeder Kolben nach dem ersten auf niedrigeren Druck reagierte.