Höyrytekniikka

Kuinka Compound höyrykone toimii?

Höyrykattilassa kehitetty höyry kulkee ns. päähöyryventtilin ja päähöyryputken kautta höyrykoneeseen, jossa se suorittaa työtä. Sisävesihöyrylaivoissa yleisin höyrykonetyyppi on ollut suihkulauhduttajalla varustettu compound eli kaksipaisuntakone, jossa höyry tekee työtä kahdessa erikokoisessa sylinterissä. Höyryn tuloa koneeseen ja samalla höyrykoneen pyörimisnopeutta säädetään koneen kyljessä olevalla koneventtiilillä. Aluksi höyry joutuu korkeapaineluistikaappiin, josta luisti (venttiili) päästää sen vuoroin männän ylä-, ja vuoroin alapuolelle. Oheisessa kuvassa on kaaviomaisesti esitetty eräitä tärkeimpiä luistin ja männän toisiaan vastaavia asentoja. Kuvasta saa myöskin käsityksen siitä, miten höyrynjako sylinterille tapahtuu.


Luistin ja männä keskinäiset asennot

 

Samalla, kun tuoretta höyryä päästetään männän toiselle puolelle, pääsee höyry toiselta puolelta luistin keskellä olevan ontelon kautta yhdyssolaan, joka johtaa matalapaineluistikaappiin. Tätä solaa tai vaihtoehtoisesti ulkopuolista yhdysputkea sanotaan välittäjäksi, eli resiiveriksi. Nimitys johtuu siitä, että höyry ei heti voi päästä seuraavaan sylinteriin, koska mäntä ei vielä ole työasennossa eli iskunsa päässä. Höyry varastoituu hetkeksi resiiveriin, josta se matalapaineluistin ohjaamana päästetään matalapainesylinteriin vastaavalla tavalla, kuin korkeapainesylinterin kohdalla. Korkeapaine- ja matalapainesylinterissä tapahtuneen paineen alenemisen jälkeen johdetaan höyry lauhduttajaan, jossa se tiivistyy takaisin vedeksi. Höyryn tiivistyessä vedeksi muodostuu normaalia ilmanpainetta alhaisempi alipaine, jolloin lauhduttajan avulla saadaan vielä tehostettua höyrykoneen toimintaa. Höyryn tiivistyminen takaisin vedeksi saadaan aikaiseksi siten, että höyryn joukkoon suihkutetaan lauhduttajassa kylmää järvivettä. Lauhduttajasta lauhtunut höyry ja jäähdytysvesi pumpataan suuren mäntäpumpun avulla laivan kyljestä pihalle ja osa vedestä pumpataan takaisin höyrykattilaan korvaamaan sieltä käytettyä höyrystettyä vettä.

Höyrykoneen korkeapaine- ja matalapainesylinterien kampiakselin kampikulmat on suunniteltu siten, että joku kaikkiaan neljästä kierroksen työvaiheesta on aina työvuorossa, jolloin koneen käynti on tasaista. Höyrykoneen suunta saadaan vaihdettua muuttamalla luistien asentoa siten, että männän liikesuunta vaihtuu. Luistien asentoa saadaan vaihdettua erityisellä kulissilaitteistolla, jota liikutetaan pienemmissä koneissa tavallisesti käsin. Compound höyrykoneissa, siis sama höyry kulkeutuu aina molempien sylinterien kautta, joista korkeapainesylinteri on kooltaan pienempi ja matalapainesylinteri on suurempi.

Höyrykattilan lämmitys on varsin pitkäkestoinen homma, sillä kattila lämmitys pitää suorittaa hyvin hitaasti, jotta vältytään lämpöjännityksiltä. Kattilaa lämmitys pitää aloittaa vähintään vuorokautta ennen, kuin laivalla on tarkoitus lähteä liikkeelle. Kun höyrykattilassa on höyry saatu nostettua normaalin käyttöpaineeseen, joka on sisävesilaivoissa tavallisesti n. 6…12 bar, voidaan aloittaa höyrykoneen alkulämmitys. Tämä höyrykoneen lämmitys vaatii aikaan kymmeniä minuutteja. Jos tätä höyrykoneen alkulämmitystä ei tehdä riittävän hyvin, niin höyrykoneen sisällä kulkeva höyry alkaa tiivistyä vedeksi, joka voi vaurioittaa konetta. Höyrykoneen sylinterien ja luistien voitelua varten koneessa on erillinen pieni mäntäpuristin, jota kutsutaan lubrikaattoriksi. Koneen liukupintoja ja laakereita voidellaan tavallisesti voiteluainekuppien ja pumpulilankasydämien (veegojen) avulla. Kaiken kaikkian höyrykoneen voitelu vaatii varsin vähän voiteluöljyä.

 

Höyrykoneen kuvat
 
 
Lauri Elo
 
Lähteet:
  • Laivahöyrykoneen hoitajan opas, Kauppa- ja teollisuusministeriön ammattikasvatusosasto 1957, Helsinki.
  • Höyrylaivamme, Suomen Höyrypursiseura ry, 1977, Helsinki.
©2016 Suomen Höyrypursiseura ry - Z-Media