המצאת מנוע הקיטור

שכלול מנוע הקיטור

פעולת השאיבה מתבצעת על-ידי הנעת הבוכנה בקו ישר הלוך ושוב. אך לרובן המכריע של הפעולות המכאניות האחרות בתעשייה נדרשה מכונה אשר תוכל לבצע פעולה סיבובית. נדרש אם כן מנגנון מכאני אשר יאפשר להמיר את התנועה הקווית של הבוכנה לתנועה מעגלית. מנגנון זה הומצא לראשונה, בשנת 1780, על-ידי

גֵ'ייְמְס פִּיקַארְד (James Pickard)

ולו גם ניתנה הזכות לפטנט על כך. פעולת מנגנון זה מתוארת באיור המופיע מיד בהמשך.

וואט, אשר מנוע היה מלהשתמש במנגנון של פיקארד מבלי להפר את זכויות הפטנט שלו, המציא גם הוא מנגנון אחר לאותה מטרה שנה לאחר מכן. אך בלי קשר לאופן בו הומרה התנועה הקווית לתנועה מעגלית הייתה מכונת הקיטור בעלת ניצולת נמוכה מידי לטעמו של וואט.

במכונה החדשה מנוצל כוח לחץ אדי הקיטור לשם ההנעה של הבוכנה. אדי הקיטור נכנסו לגליל ודחפו קדימה בלחץ כוח התפשטותם את הבוכנה שבו. תנועת הבוכנה קדימה הגדילה את החלל המוקצה לאדי הקיטור, לחצם פחת ולכן גם כוחם בהנעת הבוכנה פחת. אך הנעת הבוכנה קדימה הניעה איתה בקו ישר גם את הזחלן. התקדמות הזחלן הניעה את המוט המקשר בינו לבין הארכובה. תנועת המוט המקשר לארכובה אילץ את הארכובה לנוע בתנועה מעגלית תוך סיבוב גלגל התנועה.

פעולה מכאנית סיבובית בכוח הקיטור: תיאור כללי

פעולה מכאנית סיבובית בכוח הקיטור: הדגמת פעולה

תנועה מרבית קדימה של הבוכנה הביאה לחצי סיבוב של גלגל התנועה. החצי השני של סיבוב גלגל התנועה הושג מכוח ההתמדה של התנועה המעגלית. כלומר, אחרי שהבוכנה סיימה את תנועתה קדימה נפתח שסתום אשר חיבר את גליל הבוכנה למעבה. התנועה המעגלית של חצי הסיבוב הראשון יצר תנופה אשר נמשכה והניעה את הגלגל הלאה כך שכעת הבוכנה נעה בכיוון ההפוך ודחקה את אדי הקיטור הצוננים אל עבר המעבה. בתום תנועת התנופה חזרה המכונה למצבה ההתחלתי.

אך חצי המחזור השני של פעולת המכונה התבצע אך בקושי ובאופן איטי. לא ניתן היה להעמיס את המכונה בעבודה שדרשה מאמץ רב בגלל מגבלה זו. הכבדה על פעולת המכונה שחצי המחזור השני של תנועת הגלגל הייתה גורמת לאי השלמת מחזור פעולה זה ובסופו של דבר להוצאת המכונה מכלל פעולה לגמרי.

וואט נוכח בעצמו בבעיה זו וישב לפתור אותה. הפיתרון הגיע לידיו בשנת 1783. וואט הגה מכונת קיטור יעילה ומעשית שבה כוח הקיטור מנוצל לשם הנעת הבוכנה בשני הכיוונים, הלוך וחזור. מנוע מסוג זה נקרא מנוע פעולה-כפולה (double-acting). חצי מחזור ראשון של הפעולה מתבצע כמו מקודם, במנוע חד-הפעולה. מקביל לתנועת הגלגל חצי סיבוב נע גם השסתום המיוחד ומשנה את חיבור הצינורות. בעקבות שינוי חיבור הצינורות מחובר הדוד עם הקיטור החם אל פתח הנמצא בחצי הקדמי של גליל הבוכנה. כעת הקיטור ידחוף את הבוכנה מהכיוון ההפוך, אחורה, אל מצבה ההתחלתי.

מנוע קיטור פעולה-כפולה: תיאור כללי

מנוע קיטור פעולה-כפולה: הדגמת פעולה

לפרק הקודם | לפרק הבא


[ מנוע לריכוך עצמות | ידיד הכורים | מנוע אטמוספרי | יחידת המעבה |
שכלול מנוע קיטור | ווסת צנטריפוגלי | כוח-סוס | סיכום ]





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]