High-speed steam engine
அதிவேக நீராவி இயந்திரங்கள் நிலையான நீராவி இயந்திரத்தின் இறுதி வளர்ச்சிகளில் ஒன்றாகும். அவை பல நூறு ஆர். பி. எம் வேகத்தில் ஓடின, இது மின்சார உற்பத்தி போன்ற பணிகளுக்குத் தேவைப்பட்டது. வரையறுக்கும் பண்புகள் அவை இரண்டு முதன்மை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளனஃ அதிக வேகம். பெல்ட்கள் மூலம் ஸ்டெப்-அப் டிரைவ் தேவைப்படுவதை விட, ஒரு சிறிய டைனமோவை நேரடியாக ஓட்ட இது போதுமானது. துல்லியமான வேக கட்டுப்பாடு. டைனமோ மூலம் உருவாக்கத்திற்கு ஒரு நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கு நிலையான சுழற்சி வேகம் தேவைப்படுகிறது, சுமை மாறும்போது கூட. ஒரு ஆல்டர்னேட்டர் இயக்கப்படும்போது, வெளியீட்டு அதிர்வெண் ஒரு நிலையான சுழற்சி வேகத்தையும் சார்ந்திருந்தது. இவை பல இரண்டாம் நிலை பண்புகளையும் விளைவித்தன. இவை வகையை வரையறுக்கவில்லை என்றாலும், அல்லது எப்போதும் இருந்தபோதிலும், அவை அடையாளம் காணக்கூடிய பொதுவானவையாக இருந்தனஃ மேம்பட்ட உயவூட்டல், அவற்றின் அதிக வேகத்தால் தேவைப்படுகிறது. இது பெரும்பாலும் ஒரு எண்ணெய் சம்ப் மற்றும் 'ஸ்ப்லாஷ்' அல்லது ரிங் ஆயிலர்கள் மூலம் உயவூட்டத்துடன் ஒரு மூடப்பட்ட கிரான்கேஸைப் பயன்படுத்தியது. சிலர் இயந்திரத்தால் இயக்கப்படும் எண்ணெய் பம்புகள் மற்றும் ஒரு சுழற்சி அமைப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளனர். சிறிய, கடினமான வார்ப்பிரும்பு சட்டகங்கள், இதனால் அவை பெரிய நிலையான இயந்திரத்தின் வழக்கமான சிக்கலான கொத்து அடித்தளங்கள் தேவையில்லை. ஒற்றை-செயல்பாட்டு சிலிண்டர்கள். உராய்வுக்கு கிரான்கேஸ் மிகவும் முக்கியமானதாக மாறியதால், சிலிண்டரின் ஒரு பக்கத்தில் மட்டுமே நீராவி அழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டால் தளவமைப்பு எளிமையாக இருந்தது. இது இரண்டாவது நன்மையைக் கொண்டுள்ளதுஃ நீராவியின் விசை இப்போது பிஸ்டனின் ஒரு பக்கத்தில் மட்டுமே இருப்பதால், தாங்கு உருளைகளில் உள்ள விசை இன்னும் பக்கவாதம் மூலம் மாறுபடும், ஆனால் அது இனி அதன் திசையை மாற்றாது. இது அதிக வேகத்தில் எந்த தாங்கி சாய்வின் விளைவுகளையும் குறைக்கிறது. நகரத்தின் மிகப்பெரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் மின் உற்பத்திக்கு அதிக வேகம் தேவையில்லை. இந்த தாவரங்கள் அவசியம் பெரியதாக இருந்ததால், அவை பல கம்பித் துண்டுகளுடன் பெரிய விட்டம் கொண்ட டைனமோக்களையும் பயன்படுத்தலாம். இது குறைந்த சுழற்சி தண்டு வேகத்திற்கு தேவையான நேரியல் வேகத்தை (கடந்த துருவங்களில்/நேரம்) வழங்கியது. இந்த இயந்திரங்கள் எளிய அல்லது கூட்டு இயக்க சுழற்சிகளுடன் தயாரிக்கப்பட்டன. சிறிய எடுத்துக்காட்டுகள் பொதுவாக எளிமையானவை, ஏனெனில் நல்ல ஒழுங்குமுறையை அடைவதில் உள்ள சிரமங்கள் கூட்டுத்திறனின் செயல்திறனை விட அதிகமாக இருந்தன. அதிவேக என்ஜின்கள் ஒழுக்கக்கேட்டுக்கு நற்பெயரை வளர்த்துக் கொண்டன. பெரிய என்ஜின்களுக்கு எரிபொருள் செலவு சேமிப்பு பயனுள்ளதாக இருந்தது மற்றும் வில்லன்ஸ் என்ஜின் போன்ற கூட்டு வடிவமைப்புகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. அவர்கள் பரந்த அளவிலான வால்வுகளையும் பயன்படுத்தினர். ஸ்லைடு அல்லது பிஸ்டன் வால்வுகள் கொண்ட எடுத்துக்காட்டுகள் பொதுவானவை. மல்டி-சிலிண்டர் ஒற்றை-செயல்பாட்டு இயந்திரங்கள் பொதுவாக இரண்டு சிலிண்டர்களுக்கு இடையில் ஒரு பிஸ்டன் வால்வை பகிர்ந்து கொள்கின்றன, அவை சிலிண்டர்களுக்கு இடையில் அல்லது அவற்றுக்கு மேலே கிடைமட்டமாக இருக்கும். இந்த வால்வுகளை இயக்கும் வால்வு கியர் பொதுவாக எளிமையானது, ஒரு ஒற்றை விசித்திரமானது ஒரு வேகத்தில், ஒரு திசையில், மிகவும் நிலையான சுமைக்கு மட்டுமே இயக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த இயந்திரங்கள் கார்லிஸ் போன்ற அதிநவீன மற்றும் திறமையான வால்வு கியர்களுடன் சமகாலத்தவை என்றாலும், இந்த டிரிப் வால்வுகள் விரைவாக வேலை செய்ய முடியவில்லை. "தானியங்கி" இயந்திரங்கள் அதிவேக நீராவி இயந்திரத்திற்கு ஒரு முக்கிய தேவை ஒரு நிலையான வேகத்தை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்துவதாகும், வேகமாக மாறிவரும் சுமைகளின் கீழ் கூட. ஒரு மையவிலக்கு கவர்னர் வழியாக நீராவி இயந்திரங்களின் கட்டுப்பாடு வாட் காலத்தைச் சேர்ந்தது என்றாலும், இந்த கட்டுப்பாடு போதுமானதாக இல்லை. இந்த ஆரம்பகால ஆளுநர்கள் இயந்திரத்திற்கு நீராவி ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு த்ரோட்டில் வால்வை இயக்கினர். இது மின்சார உற்பத்திக்கு தேவையான நிலையான வேகத்திற்கு போதுமான பதிலளிக்காத கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது. அதிவேக நீராவி இயந்திரங்களுக்கு உருவாக்கப்பட்ட தீர்வு "தானியங்கி" கவர்னர் ஆகும். நீராவியின் ஓட்ட விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, இது நுழைவு வால்வுகளின் நேரத்தை அல்லது 'கட்-ஆஃப்' ஐக் கட்டுப்படுத்தியது. இந்த கவர்னர் கிரான்க்ஷாஃப்ட் மற்றும் வால்வு கியர் ஓட்டும் விசித்திரமான இடையே இடைமறிக்கப்பட்டார். இது பெரும்பாலும் இயந்திரத்தின் பறக்கும் சக்கரத்தின் ஒரு பகுதியாக தயாரிக்கப்பட்டது. ஆளுநரின் மையவிலக்கு பாப் எடை அதிகரித்து வரும் வேகத்தில் ஒரு நீரூற்றுக்கு எதிராக நகர்ந்தது. இது விசித்திரமான நிலைப்பாட்டை கிரான்குடன் ஒப்பிடுகையில் மாற்றியது, வால்வு நேரத்தை மாற்றியது மற்றும் ஆரம்பகால கட்-ஆஃப் ஏற்படுத்தியது. இந்த கட்டுப்பாடு ஒரு த்ரோட்டில் வால்வில் இருந்து ஒரு நீண்ட குழாய் வழியாக செயல்படுவதை விட, சிலிண்டர் துறைமுகத்தில் நேரடியாக செயல்படுவதால், அது மிகவும் வேகமாக செயல்படக்கூடும். உயவூட்டல் மூடப்பட்ட கிரான்கேஸ் ஸ்ப்லாஷ் உயவூட்டல் ஐடியல் (ஒரு திறந்த-கிரான்க் கிடைமட்ட இயந்திரம்) போன்ற முதல் அதிவேக என்ஜின்களின் உயவூட்டல், முன்பு நடுத்தர வேக நிலையான என்ஜின்களில் பரவலாக இருந்த எண்ணெய் கப் அமைப்புகளின் வளர்ச்சியால் உயவூட்டப்பட்டது. எண்ணெய் கோப்பைகள் மற்றும் மல்டி-பாயிண்ட் லூப்ரிகேட்டர்கள் எண்ணெய் தண்டு தாங்கு உருளைகளை நன்கு வைத்திருக்க முடியும், மேலும் ஒரு பார்வை கண்ணாடியை மிகவும் கவனக்குறைவான என்ஜின் டிரைவர் அல்லது ஆயிலரால் கூட கவனிக்க முடியும். சிரமம் என்னவென்றால், அதிவேக என்ஜின்களில், கிராஸ்ஹெட் அல்லது இணைக்கும் கம்பி போன்ற நகரும் பாகங்களில் ஆயிலர்களை இனி பொருத்த முடியாது. இங்குள்ள எந்தவொரு எண்ணெய் நீர்த்தேக்கமும் இயக்கத்தால் சுழற்றப்படும், மேலும் அத்தகைய சிறிய இருப்பு ஒரு சிறிய இடத்தில் இவ்வளவு வேலை செய்யும் இயந்திரத்திற்கு போதுமான இயலாமையாக இருக்கலாம். இவ்வாறு எண்ணெய் பூசுதலின் முழுமையான தன்மைக்கு அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்டது, மேலும் கிரான்க்பின் போன்ற நகரும் பாகங்கள் முக்கிய தாங்கு உருளைகள் போன்ற சுழலும் ஆனால் நகராத எண்ணெய் பொருட்களிலிருந்து கிரான்க்ஷாஃப்ட் வழியாக துளையிடுவதன் மூலம் ஊட்டப்பட்டன. எண்ணெய் விநியோகிக்க மையவிலக்கு விசையும் பயன்படுத்தப்பட்டது. அதிவேக என்ஜின்களில் ஒன்று அல்லது இரண்டு லூப்ரிகேட்டர்கள் மட்டுமே இருக்கும் என்பது வழக்கமாக இருந்தது, இதனால் என்ஜின் பராமரிப்பு ஒரு எளிய பணியாகும், மேலும் எளிய கவனக்குறைவு மற்றும் லூப்ரிகேட்டரை உலர்த்துவதால் முறிவுகள் ஏற்பட வாய்ப்பில்லை. ஒற்றை-செயல்பாட்டு இயந்திரங்கள் வேகம் அதிகரித்ததால், அதிவேக இயந்திரம் அதன் வளர்ந்த வடிவமான பல சிலிண்டர் செங்குத்து இயந்திரத்தை நோக்கி ஒரு மூடப்பட்ட கிரான்கேஸ் உடன் உருவானது. ஒற்றை-செயல்பாட்டு பிஸ்டன்களைப் பயன்படுத்தும் போக்கும் இருந்தது. இதற்கு இரண்டு நன்மைகள் இருந்தன, உறிஞ்சுதலை கிரான்கேஸிற்குள் ஒரு தாராளமான 'ஸ்ப்ளாஷ்' அமைப்பு மூலம் வழங்க முடியும், இது குளிர்ச்சிக்கு உதவியது, இரண்டாவதாக, ஒற்றை-செயல்பாட்டு இயந்திரத்தில் உள்ள விசைகள் எப்போதும் அதே வழியில் செயல்படுகின்றன, பிஸ்டன் கம்பியுடன் ஒரு சுருக்க விசை மற்றும் இணைக்கும் கம்பி. இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு தாங்கி அனுமதி ஒப்பீட்டளவில் மந்தமாக இருந்தாலும், தாங்கி எப்போதும் இறுக்கமாக இருந்தது. மெதுவான, இதனால் சுதந்திரமாக இயங்கும், தாங்கு உருளைகள் ஏற்றுக்கொள்ளப்படலாம். அத்தகைய இயந்திரத்திற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு இரட்டை-சிலிண்டர் வெஸ்டிங்ஹவுஸ் என்ஜின்கள் ஆகும். இந்த இயந்திரங்கள் ஒரு டிரங்க் பிஸ்டனைப் பயன்படுத்தின, இன்று உள் எரிப்பு இயந்திரங்களுக்கு பயன்படுத்தப்படுவது போல, அங்கு தனி குறுக்கு முனை இல்லை மற்றும் இணைக்கும் கம்பியின் குட்ஜியன் முள் பிஸ்டனுக்குள் மேலே நகர்த்தப்படுகிறது. இது மிகவும் கச்சிதமான அமைப்பை வழங்குகிறது, ஆனால் வெளிப்படையாக ஒற்றை-செயல்பாட்டு பிஸ்டன் தேவைப்படுகிறது. இந்த இயந்திரத்தின் முக்கிய கிராங்க்ஷாஃப்ட் தாங்கு உருளைகளுக்கு தனித்தனி ஆயிலர்கள் வழங்கப்பட்டன, அவை கிராங்க்கேஸ் சம்பிற்குள் வடிகட்டப்பட்டன. கிரான்கேஸ் எண்ணெய் அமுக்கப்பட்ட நீராவி மற்றும் பிஸ்டன்களிலிருந்து வீசும் தண்ணீரால் மாசுபடும் என்று அங்கீகரிக்கப்பட்டது. ஆழமான தொட்டியின் அடிப்பகுதியில் உள்ள எண்ணெயின் அடியில் இருந்து சேகரிக்கப்பட்ட இந்த ஒடுக்கத்தை வடிகட்ட ஒரு வால்வு வழங்கப்பட்டது. இரட்டை செயல்பாட்டு இயந்திரங்கள் மற்றும் அழுத்த உயவு கண்டுபிடிப்பு இயந்திர தாங்கு உருளைகளின் அழுத்த உயவு பற்றிய முக்கியமான கருத்து அதிவேக நீராவி இயந்திரங்களுடன் தொடங்கியது, இப்போது இது உள் எரிப்பு இயந்திரங்களின் முக்கிய பகுதியாகும். இது ஒரு உயவூட்டல் அமைப்பாக நம்பகமானது மற்றும் அதிக சுமைகளை ஆதரிக்கக்கூடிய ஹைட்ரோஸ்டேடிக் தாங்கு உருளைகளைப் ('எண்ணெய் வெட்ஜ்') பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இதற்கான முதல் காப்புரிமை 1890 ஆம் ஆண்டில் பெல்லிஸ் & மோர்காமுக்கு வழங்கப்பட்டது, அவர்களின் வரைவாளர் ஆல்பர்ட் சார்லஸ் பெயினின் பணிகளிலிருந்து. பெல்லிஸ் & மோர்காம் ஒரு குறிப்பிட்ட சக்திக்கு சாத்தியமான மிகச்சிறிய என்ஜின்களை உற்பத்தி செய்வதற்காக இரட்டை-செயல்பாட்டு சிலிண்டர்களை விரும்பியது; பீட்டர் பிரதர்ஹுட் போன்ற அவர்களின் முக்கிய சந்தைகளில் ஒன்று, ராயல் கடற்படைக்கு ஒரு போர்க்கப்பல் என்ஜின் அறையின் எல்லைக்குள் பயன்படுத்த ஜெனரேட்டர் செட்டுகளை வழங்கியது. இரட்டை செயல்பாட்டு இயந்திரத்தின் சிரமம் என்னவென்றால், இணைக்கும் கம்பியில் உள்ள சக்திகளின் திசை இப்போது சுருக்கத்திற்கும் பதற்றத்திற்கும் இடையில் தலைகீழாக மாறுகிறது, இதனால் எந்த சத்தத்தையும் தவிர்க்க தாங்கி அனுமதிகள் இறுக்கமாக இருக்க வேண்டும். பெல்லிஸ் மற்றும் மோர்காம் 625 ஆர்பிஎம்மில் 20 பிஎச்பி கொண்ட இரண்டு சிலிண்டர் இயந்திரத்தை உருவாக்கினர், இது ஒரு சிறிய தனி எண்ணெய் பம்பைப் பயன்படுத்தி கிராங்க் தாங்கு உருளைகளுக்கு அழுத்தத்தின் கீழ், கிராங்க்ஷாஃப்டில் நீண்ட துளைகள் மூலம் எண்ணெயை வழங்கியது. இது நம்பகமான உயவூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டலை வழங்கியது மற்றும் எண்ணெய் படலத்தின் அழுத்தம் இலவசமாக இயங்குவதற்கு போதுமான அனுமதியைக் கொண்ட இரட்டை-செயல்பாட்டு இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்க போதுமானதாக இருந்தது. வில்லன்ஸ் என்ஜின் யுனிஃப்ளோ என்ஜின் நீராவி மோட்டார், நீராவி என்ஜின்களுக்கு அதிவேக என்ஜின் கொள்கைகளின் பயன்பாடு குறிப்புகள் குறிப்புகள் மேலும் படிக்க நிலையான நீராவி என்ஜின்கள் நீராவி என்ஜின்கள் வகை வாரியாக