Kouzlo parníků

(20.11.2005)

  "Století dvacáté nazýváme stoletím páry..." pronesl v legendární české komedii "Marečku, podejte mi pero!" Plha. Dvacáté století je již minulostí, ale pára jako hybná síla, díky spoustě nadšenců vydržela dodnes. Postavte si sebekrásnější model lodě, pak vedle vás přijde někdo s malým parníčkem ve kterém prská a funí malý parní strojek a rázem na sebe strhne veškerou pozornost. Kouzlo páry zkrátka trvá dál.

 

   Modely parníků a parníčků s funkčním parním strojkem vždy budily zaslouženou pozornost. Pohled na roztopený kotel s krásným skleněným vodoznakem a píšťalou a kmitající písty snad rozehřeje každého. Když pak takový parní člun nebo parník odrazí od břehu, lze na tvářích laiků pozorovat dva výrazy. První je "Ono to funguje!" a vzápětí jej vystřídá ten druhý "...a jak je to udělaný ?!" Pojďme se tedy na to trochu podívat a budeme ze zabývat výhradně modelářskými parními stroji v lodních modelech.

Parní stroj

Malý parníček Ivana Hořejšího při plné jízdě na parní pohon.

 

Parní stroj

   Každý parní stroj se skládá z jednoho a nebo více parních válců. V každém válci se pohybuje píst. Posuvný pohyb válce sem a tam se pomocí ojnice a klikové hřídele převádí na pohyb otáčivý. Píst může být jedno a nebo dvojčinný. U jednočinného se pára přivádí jen na jednu stranu pístu. U dvojčinného se přivádí střídavě na obě strany pístu.

   Existuje několik typů parních strojů, ale mezi nejčastěji používané patří dva. Šoupátkový a oscilační. U šoupátkového stroje se pára rozvádí pomocí šoupátek. O oscilačního stoje je rozvod páry zajištěn právě kmitavým (oscilačním) pohybem komor válců.

   Každé konstrukční řešení má svoje pro a proti. Pro modelářské potřeby velice dobře např. vyhovuje dvojčinný oscilační dvouválec, který se snadno vyrábí, je spolehlivý na údržbu nenáročný. Někteří zkušení "parníkáři" tvrdí, že se dá doma postavit i s pouhou stojanovou vrtačkou.

Parní stroj

Parní stroj

Krásně vyvedený dvojčinný dvouválcový oscilační parní stroj

Dvojice šoupátkových dvouválcových parních strojů v parníku Oldenburg (autor: J.Špinar)

 

Parní kotel

Parní kotle je vědní obor sám pro sebe. Proto si povíme opravdu jen to základní. Parní kotel slouží k výrobě páry. Na jeho konstrukci záleží výkon parního stroje. Pokud je kotel schopen dodávat dostatek páry, můžeme od parního stroje očekávat i dobrý výkon. Základní dělení je na kotle ležaté a stojaté a dále kotle dělíme podle jejich konstrukce.

 

   Nejjednodušším kotlem je obyčejný válec, který na spodní straně zahříváte. Mezi jeho přednosti patří snadná konstrukce a velký objem vody. Jeho nevýhodou je pak malá výhřevná plocha a tím nižší výkon. Poměrně dlouho trvá, než začne dodávat páru.

 

Trubkový kotel   Dalším typem jsou tzv. kotle plamencové, kdy kotlem prochází jedna větší a nebo několik menších trubek. U ležatých kotlů se netopí se přímo pod kotlem, ale na straně kotle a horké plyny se vedou trubkami skrz celý kotel. U stojatých kotlů je hořák přímo pod kotlem. Výhřevná plocha je díky plamencovým trubkám větší a tím se zvyšuje i jeho výkon. Trubky ale zmenšují celkový objem. Tato konstrukce je ale dobrým kompromisem mezi snadnou konstrukcí a potřebným výkonem. Plamencové kotle se např. používaly u parních lokomotiv.

 

   Plamencový kotelTrubkové kotle jsou konstrukčně náročnější, ale jejich výhřevná plocha je veliká a tím i jejich výkon. Kotel je vlastně tvořen soustavou horizontálních trubek ve kterých cirkuluje voda. Tím se v nich rychle ohřívá. Tyto kotle jsou schopny dodávat rychle páru a podávají vysoký výkon. Oproti plamencovému nebo válcovému kotli mají menší objem.

 

Trubkový kotel    Parní kotle typu Yarrow jsou vlastně kotle trubkové s nejvyšším výkonem. Dodávají nejvíc páry ze všech typů kotlů. Jsou ale konstrukčně nejnáročnější a mají také nejmenší objem. Proto je potřeba mít u těchto kotlů zásobník vody, ze kterého se voda do kotle neustále doplňuje. Pro modeláře je takové řešení poměrně náročné.

   V modelářské praxi se hodně uplatňují kotle plamencové a trubkové. Mají dobrý výkon a dostatečný objem aby se obešly bez dodatečného zásobníku vody.

Trubkový parní kotel

Stojatý parní kotel

Odkrytý ležatý trubkový parní kotel v parníku Stavenes (autor: J.Špinar)

Malý stojatý parní kotel se skleněným vodoznakem a tlakoměrem. Kotel je oplášťován kvůli snížení tepelných ztrát.

 

Čím se topí pod kotlem

   Nejpřístupnější a nejlevnějším palivem je pevný líh. Stačí pár kostiček. Jenže líh má poměrně omezenou dobu hoření a výhřevnost také není nejlepší. Proto se mezi lodními modeláři prosadil plyn. Zpravidla se používají plynové bomby pro turistické plynové vařiče. Je to lehce dostupná věc, se kterou se snadno a bezpečně manipuluje. Navíc cenově přijatelná. Výkon, který plynový hořák podává je nesrovnatelně vetší než u hořících kostek lihu.

Trubkový parní kotel
Plynová bomba je ten stříbrný válec vlevo.

 

Parní stroje a ekologie

Parní strojky je třeba pro jejich hladký chod mazat. Používají se k tomu např. oleje do převodovek. Mazivo se také přidává do páry, aby byl strojek mazán i zevnitř. Oleje není mnoho, opravdu pár kapek, ale přesto je potřeba dávat pozor, aby se žádný olej do vody zbytečně nedostal. Pokud by přeci jen náhodou došlo k potopení parníku, tak žádná ekologická katastrofa nehrozí.

 

Bezpečnost provozu

Samozřejmě při provozu parního stroje je potřeba dodržovat některé bezpečnostní zásady, protože pracujeme s otevřeným ohněm a tlakovou nádobou. Kotel musí být dobře konstruován, aby vydržel tlak páry min. 1Atm. Kotel musí být opatřen spolehlivým bezpečnostním ventilem, který zajistí, že pokud tlak páry stoupne nad povolenu mez, automaticky ji vypustí a tím sníží tlak v kotli.

    Plynová bomba by měla mít ventil, kterým lze přívod plynu otevřít a nebo zcela uzavřít. Plynové bomby používáme zásadně průmyslové. Do žádné amatérské výroby se nepouštějte, pokud nemáte k tomu patřičné vybavení a možnost nechat nádobu podrobit tlakové zkoušce.

   Prostor hořáku musí být z nehořlavých materiálů a okolí kotle by mělo být tepelně odolné, nejlépe také nehořlavé. Může se opravdu stát, že na palubě modelu vypukne menší požár  a kdyby model shořel celý, byla by to velká škoda.

Pojistný ventil Požár na palubě parníku Stavenes
Malý stojatý kotel s pojistným ventilem (vpravo od komínu). Požár na palubě parníku Stavenes, který pohotově zachytil jeden z diváků (foto: Nex)

 

Provoz modelu s parním strojkem

   Jízda modelu s parním strojkem přináší mnoho radosti, ale také starostí. Trup a nástavby musí být vyrobeny s maximální pečlivostí a odolností proti vodě nejen z vnějšku, ale také z vnitřní strany. Pára, která z parního strojku uchází na vnitřních stranách kondenzuje. Trup je značně namáhán i teplotně, kdy uvnitř jej zahřívá horký kotel a z vnější strany na něj působí většinou studená voda.

   Před jízdou je potřeba vždy řádně naplnit plynovou bombu, doplnit vodu do kotle a promazat všechny pohyblivé součásti. Kotel je třeba řádně roztopit, abychom dosáhli potřebného tlaku páry a parní stroj spolehlivě běžel.

   Po skončení jízdy je zase potřeba parní stroj osušit a promazat, aby se u kovových částí neobjevila koroze.

 

Ovládání parníku

   Běh parního strojku se řídí pomocí regulačního ventilu. Regulační ventily umožňují regulovat přívod páry a tím otáčky parního stroje až k úplnému zastavení. Zpravidla umožňují rozeběhnout parní stroj i opačným směrem (reverz). Regulační ventily se většinou ovládají pomocí táhla, které je připojeno k servu. Při zastavení parního strojku si musíme uvědomit, že v kotli začne rychle narůstat tlak. Proto s parníkem není dobré příliš dlouho "postávat". Při při překročení povolené meze zafunguje pojistný ventil a nebo páru můžeme upouštět např. přes píšťalu.

   Vyspělejší konstrukce mají regulační ventil na přívodu plynu do hořáku. Uzavřením ventilu se sníží výkon hořáku a tím klesne i tlak v kotli. Hořák musí být dobře seřízen, aby nezhasnul při minimálním přívodu plynu. Znovu jej zapálit, když je loď na hladině, nemůžeme. U některých parníků se vyskytly piezoelektrické zapalovače ovšem jejich spolehlivost je poněkud diskutabilní.

   U parních strojů jen s jedením válcem je potřeba ještě přidat rozběhový mechanismus. Zpravidla se jedná o elektromotorek, který roztočí setrvačník a jakmile se se strojek rozeběhne, motorek se odpojí a od setrvačníku odkloní, aby jej zbytečně nebrzdil. K tomu opět stačí jedno servo.

   Nesmíme zapomenout na kormidlo, kde potřebujeme jedno servo k ovládání kormidla. Když máme strojek, který se rozeběhne sám po dosažení potřebného tlaku páry v kotli, pak k ovládání parníčku vystačíme s dvoukanálovou RC soupravou.

Ovládací ventil Rozběhový mechanismus
Kruhový regulační ventil přívodu páry. Na obrázku je vidět ovládací táhlo od serva. Rozběhový mechanismus skrytý v krabičce. Tvoří jej servo s ozubeným segmentem, který otočí hřídelí. Parní stroj je jednoválcový, šoupátkový.

 

Jak je to v parníku všechno poskládáno ?

 

Schéma parníku

 

Jak získat parní stroj ?

Existují dva způsoby. Buď si ho vyrobíte sami a nebo jej koupíte. První způsob je náročnější na strojní vybavení vaší dílny. Minimálně dobrá stojanová vrtačka je třeba a pak dobrý plán nějakého parního strojku. Ten najdete i tady na MoNaKu.

U nás existuje několik výrobců parních strojků. Vesměs se jedná o kusovou výrobu na zakázku a tomu odpovídá i cena. Ale jedna výjimka existuje. Můžete si zakoupit celý parník, který je opravdu cenově dostupný.

Parník Jirka Parník Jirka
Malý parníček Jirka od Pavla Jakoubka se prodává jako komplet. Existuje několik modifikací nástaveb. Konstrukce parního strojku vyniká maximální jednoduchostí. Pod kotlem se topí pevným lihem, ale existují úpravy i na plyn.

 

Malá galerie parníků

Oldenburg

Nádherná maketa parníku Oldenburg, kterou postavil pan Jiří Špinar. Parní stroj je celý skrytý v trupu. Parník pohání dva dvouválcové šoupátkové parní stroje. Páru dodává ležatý trubkový kotel vytápěný plynem.

J.Voráček

Nestory naší parníkářské domací scény jsou manželé Voráčkovi. Na obrázku pan Voráček předvádí svoje kolesové parní necky na stkání příznivců páry letos v Hradci Králové..

La MounteGina

La Mounte (obr. vlevo) je krásný parník od Ivana Hořejšího. elegantně zpracovaný jednoválcový šoupátkový parní stroj se stojatým kotlem. Parník je oživen postavičkou "mořského vlka".

Gina (obr. vpravo) je dalším parníkem Ivana Hořejšího, který má vynikající plavební schopnosti.

Saturn

Parníky pana Daniela Jirouška vynikají svojí technickou dokonalostí a propracovaností. Příkladem je jeho parník Saturn. Parní stroj vlastní konstrukce je vybaven mnoha technickými vymoženostmi. Např. má automatické doplňování vody do kotle, automatická regulace hoření v závislosti na tlaku páry v kotli a pod. Však také při pohledu do strojovny parníku se musí laikovi zatočit hlava. Výkon parníku postačuje k tomu, aby utáhl říční pramici s dvěma pasažéry na palubě. Díky dostatečným zásobám plynu a vody na palubě se doba jízdy blíží k jedné hodině.

Saturn

Saturn

RenownRenown

Pěkný parník pana Tomáše Kočího. Jedná se admirálský parní člun Renown. Bohužel v letošní sezóně tuto velice pěknou maketu provázely technické potíže.

Námořník

Ještě jeden parníček od Ivana Hořejšího. Námořník nejen že kormidluje, ale i otáčí hlavou do směru plavby. To vždy upoutá pozornost diváků. Tento model je důkazem toho, že parní modely mohou být i zábavné.

parní stoj

Parní stoj - autor Jiří Voráček.

 

Kam za párou ?

   Asi největší atrakcí v ČR je každoroční setkání příznivců páry na nábřeží Labe v Hradci Králové.

    S lodními modely poháněné párou se můžete setkat také na soutěžích lodních modelářů v rámci serálu Mi ČR-NS, kde je jedna kategorie vyhrazena přímo parníkům.

   Na internetu existuje několik stránek, kde si můžete o parních strojcích něco dalšího přečíst nebo si parní stroj objednat.

 

Okdkazy

http://djirousek.webpark.cz/

http://www.parnistroje.cz/

http://www.wilesco.cz/obchod/index.asp

 

kolesový parník

Jako za starých časů...

 

Keba