High-speed steam engine
উচ্চ-গতির বাষ্প ইঞ্জিনগুলি স্থির বাষ্প ইঞ্জিনের চূড়ান্ত বিকাশগুলির মধ্যে একটি ছিল। এগুলি কয়েকশ আরপিএম উচ্চ গতিতে চলত, যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের মতো কাজের জন্য প্রয়োজন ছিল। বৈশিষ্ট্যগুলি সংজ্ঞায়িত করা তাদের দুটি প্রাথমিক বৈশিষ্ট্য রয়েছেঃ উচ্চ গতি। বেল্ট দিয়ে স্টেপ-আপ ড্রাইভের পরিবর্তে সরাসরি একটি ছোট ডায়নামো চালানোর জন্য এটি যথেষ্ট। সঠিক গতি নিয়ন্ত্রণ। ডায়নামো দ্বারা উৎপাদনের জন্য একটি স্থিতিশীল আউটপুট ভোল্টেজের জন্য একটি স্থিতিশীল ঘূর্ণন গতি প্রয়োজন, এমনকি যখন লোড পরিবর্তন হয়। যখন একটি অল্টারনেটর চালানো হচ্ছিল, তখন আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সিও একটি স্থিতিশীল ঘূর্ণন গতির উপর নির্ভর করত। এগুলির ফলে বেশ কয়েকটি গৌণ বৈশিষ্ট্যও দেখা যায়। যদিও এগুলি প্রকারের সাথে সংজ্ঞায়িত ছিল না, বা সর্বদা ছিল, তবে এগুলি স্বীকৃতভাবে সাধারণ ছিলঃ উন্নত তৈলাক্তকরণ, তাদের উচ্চ গতির দ্বারা প্রয়োজনীয়। এটি প্রায়শই 'স্প্ল্যাশ' বা রিং অয়েলার দ্বারা তৈলাক্তকরণ এবং তৈলাক্তকরণের সাথে একটি আবদ্ধ ক্র্যাঙ্ককেস ব্যবহার করত। কেউ কেউ এতদূর পর্যন্ত গিয়েছিলেন যে ইঞ্জিন চালিত তেল পাম্প এবং একটি সঞ্চালন ব্যবস্থা ছিল। ছোট, অনমনীয় ঢালাই লোহার ফ্রেম, যাতে তাদের বড় স্থির ইঞ্জিনের স্বাভাবিক জটিল রাজমিস্ত্রির ভিত্তির প্রয়োজন হয় না। একক-কার্যকরী সিলিন্ডার। যেহেতু ক্র্যাঙ্ককেস তৈলাক্তকরণের জন্য আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, সিলিন্ডারের শুধুমাত্র একপাশে বাষ্প চাপ প্রয়োগ করা হলে বিন্যাসটি সহজতর হয়। এর একটি দ্বিতীয় সুবিধা রয়েছেঃ যেহেতু বাষ্পের বল এখন পিস্টনের একপাশে থাকে, তাই বিয়ারিংয়ের উপরের বলটি স্ট্রোকের মাধ্যমে পরিবর্তিত হবে, তবে এটি আর তার দিক পরিবর্তন করবে না। এটি উচ্চ গতিতে যে কোনও ভারবহন ঢালের প্রভাব হ্রাস করে। শহরব্যাপী বৃহত্তম বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য উচ্চ গতির প্রয়োজন ছিল না। যেহেতু এই গাছগুলি অগত্যা বড় ছিল, তাই তারা অনেক খুঁটির টুকরো সহ বড় ব্যাসের ডায়নামোও ব্যবহার করতে পারত। এটি কম ঘূর্ণনশীল খাদ গতির জন্য প্রয়োজনীয় রৈখিক গতি (খুঁটিগুলি পাস/সময়ে) দেয়। এই ইঞ্জিনগুলি সহজ বা যৌগিক অপারেটিং চক্রের সাহায্যে তৈরি করা হয়েছিল। ছোট উদাহরণগুলি সাধারণত সহজ ছিল, কারণ ভাল নিয়ন্ত্রণ অর্জনের অসুবিধাগুলি চক্রবৃদ্ধি দক্ষতার চেয়ে বেশি ছিল। উচ্চ-গতির ইঞ্জিনগুলি অলসতার জন্য খ্যাতি অর্জন করেছিল। বড় ইঞ্জিনগুলির জন্য জ্বালানি খরচ সাশ্রয় সার্থক ছিল এবং উইলানস ইঞ্জিনের মতো যৌগিক নকশা ব্যবহার করা হয়েছিল। তারা বিভিন্ন ধরনের ভালভও ব্যবহার করত। স্লাইড বা পিস্টন ভালভের উদাহরণগুলি সাধারণ ছিল। মাল্টি-সিলিন্ডার সিঙ্গেল-অ্যাক্টিং ইঞ্জিনগুলি সাধারণত দুটি সিলিন্ডারের মধ্যে একটি পিস্টন ভালভ ভাগ করে নেয়, হয় সিলিন্ডারের মধ্যে বা অনুভূমিকভাবে তাদের উপরে। এই ভালভগুলি চালানোর ভালভগিয়ারটি সাধারণত সহজ ছিল, একটি একক উদ্ভট নকশা যা মোটামুটি ধ্রুবক লোডের জন্য কেবল এক গতিতে, এক দিকে চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। যদিও এই ইঞ্জিনগুলি কর্লিসের মতো পরিশীলিত এবং দক্ষ ভালভগিয়ারের সমসাময়িক ছিল, তবে এই ট্রিপ ভালভগুলি যথেষ্ট দ্রুত কাজ করতে অক্ষম ছিল। "স্বয়ংক্রিয়" ইঞ্জিন উচ্চ-গতির বাষ্প ইঞ্জিনের জন্য একটি মূল প্রয়োজনীয়তা ছিল একটি ধ্রুবক গতির সঠিক নিয়ন্ত্রণ, এমনকি দ্রুত পরিবর্তনশীল লোডের অধীনেও। যদিও কেন্দ্রত্যাগী গভর্নরের মাধ্যমে বাষ্পীয় ইঞ্জিনের নিয়ন্ত্রণ ওয়াটের সময় থেকে শুরু হয়েছিল, তবে এই নিয়ন্ত্রণ অপর্যাপ্ত ছিল। এই প্রাথমিক গভর্নররা ইঞ্জিনে বাষ্পের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে একটি থ্রোটল ভালভ পরিচালনা করতেন। এটি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় ধ্রুবক গতির জন্য অপর্যাপ্ত প্রতিক্রিয়াশীল নিয়ন্ত্রণ দেয়। উচ্চ-গতির বাষ্প ইঞ্জিনের জন্য যে সমাধানটি তৈরি করা হয়েছিল তা হল "স্বয়ংক্রিয়" গভর্নর। বাষ্পের প্রবাহের হার নিয়ন্ত্রণ করার পরিবর্তে, এটি ইনলেট ভালভের সময় বা 'কাট-অফ' নিয়ন্ত্রণ করত। এই গভর্নর ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং ভালভ গিয়ার চালানোর উদ্ভট মধ্যে বিভক্ত ছিল। এটি প্রায়শই ইঞ্জিনের ফ্লাই হুইলের অংশ হিসাবে তৈরি করা হত। রাজ্যপালের মধ্যে একটি কেন্দ্রত্যাগী বব ওজন ক্রমবর্ধমান গতিতে একটি স্প্রিংয়ের বিরুদ্ধে সরে যায়। এর ফলে উদ্ভট ব্যক্তির অবস্থান ক্র্যাঙ্কের তুলনায় পরিবর্তিত হয়, ভালভের সময় পরিবর্তন হয় এবং তাড়াতাড়ি কেটে যায়। যেহেতু এই নিয়ন্ত্রণটি থ্রোটল ভালভ থেকে দীর্ঘ পাইপের পরিবর্তে সরাসরি সিলিন্ডার বন্দরে কাজ করত, তাই এটি খুব দ্রুত কাজ করতে পারে। তৈলাক্তকরণ আবদ্ধ ক্র্যাঙ্ককেস স্প্ল্যাশ তৈলাক্তকরণ প্রথম উচ্চ গতির ইঞ্জিনগুলির তৈলাক্তকরণ, যেমন আদর্শ (একটি ওপেন-ক্র্যাঙ্ক অনুভূমিক ইঞ্জিন), মাঝারি গতির স্থির ইঞ্জিনগুলিতে পূর্বে বিস্তৃত তেল কাপ সিস্টেমের বিকাশ দ্বারা তৈলাক্ত করা হয়েছিল। অয়েল কাপ এবং মাল্টি-পয়েন্ট লুব্রিকেটর অয়েল শ্যাফ্ট বিয়ারিং যথেষ্ট ভাল করতে পারে এবং একটি একক দৃষ্টি-কাচ এমনকি সবচেয়ে অসতর্ক ইঞ্জিন চালক বা অয়েলার দ্বারাও পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। অসুবিধাটি ছিল যে উচ্চ-গতির ইঞ্জিনগুলিতে, ক্রশহেড বা সংযোগকারী রডের মতো চলন্ত অংশে অয়েলারগুলি আর লাগানো যেত না। এখানকার যে কোনও তেলের জলাধার চলাচলের দ্বারা মন্থন হয়ে যেতে পারে এবং একটি ছোট জায়গায় এত বেশি কাজ করার জন্য একটি ইঞ্জিনের জন্য এই ধরনের একটি অপ্রয়োজনীয় ছোট রিজার্ভ অপর্যাপ্ত অক্ষমতাও হতে পারে। এইভাবে তৈলাক্তকরণের পুঙ্খানুপুঙ্খতার প্রতি আরও যত্ন নেওয়া হয়েছিল এবং ক্র্যাঙ্কপিনের মতো চলমান অংশগুলি ঘূর্ণায়মান কিন্তু নড়াচড়া না করা তেল সরবরাহ থেকে ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের মাধ্যমে ড্রিলিংয়ের মাধ্যমে খাওয়ানো হয়েছিল, যেমন প্রধান বিয়ারিং। তেল বিতরণের জন্য কেন্দ্রত্যাগী শক্তিও ব্যবহার করা হয়েছিল। এটি স্বাভাবিক ছিল যে উচ্চ-গতির ইঞ্জিনগুলিতে কেবল একটি বা দুটি লুব্রিকেটর থাকত, যাতে ইঞ্জিনের রক্ষণাবেক্ষণ একটি সহজ কাজ ছিল এবং সাধারণ অসতর্কতা এবং একটি লুব্রিকেটর শুকনো চালানোর কারণে ভেঙে যাওয়ার প্রবণতা কম ছিল। গতি বাড়ার সাথে সাথে উচ্চ গতির ইঞ্জিনটি একটি আবদ্ধ ক্র্যাঙ্ককেস সহ মাল্টি-সিলিন্ডার উল্লম্ব ইঞ্জিনের উন্নত রূপের দিকে বিকশিত হয়। একক-সক্রিয় পিস্টন ব্যবহারের প্রবণতাও ছিল। এর দুটি সুবিধা ছিল, ক্র্যাঙ্ককেসের মধ্যে একটি উদার 'স্প্ল্যাশ' সিস্টেম দ্বারা তৈলাক্তকরণ সরবরাহ করা যেতে পারে যা শীতল করতেও সহায়তা করে এবং দ্বিতীয়ত, একটি একক-সক্রিয় ইঞ্জিনের বল সর্বদা একইভাবে কাজ করে, পিস্টন রড এবং সংযোগকারী রড বরাবর একটি সংকোচন বল হিসাবে। এর অর্থ হ 'ল বিয়ারিংয়ের ছাড়পত্রগুলি তুলনামূলকভাবে শিথিল হলেও বিয়ারিংটি সর্বদা শক্তভাবে ধরে রাখা হত। শিথিল, এবং এইভাবে মুক্ত-চলমান, বিয়ারিং গ্রহণ করা যেতে পারে। এই ধরনের ইঞ্জিনের একটি উদাহরণ হবে টুইন-সিলিন্ডার ওয়েস্টিংহাউস ইঞ্জিন। এই ইঞ্জিনগুলি ট্রাঙ্ক পিস্টন ব্যবহার করত, যেমনটি আজ অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়, যেখানে কোনও পৃথক ক্রসহেড নেই এবং সংযোগকারী রডের গাজন পিনটি পিস্টনের মধ্যেই উপরে সরানো হয়। এটি একটি খুব সংক্ষিপ্ত বিন্যাস প্রদান করে, তবে স্পষ্টতই একটি একক-সক্রিয় পিস্টন প্রয়োজন। এই ইঞ্জিনের প্রধান ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট বিয়ারিংগুলিতে পৃথক অয়েলার সরবরাহ করা হয়েছিল যা ক্র্যাঙ্ককেস সম্পে নিষ্কাশিত হয়েছিল। এটি স্বীকৃত ছিল যে ক্র্যাঙ্ককেস তেল ঘনীভূত বাষ্প থেকে জল দ্বারা দূষিত হয়ে যাবে এবং পিস্টন থেকে প্রবাহিত হবে। গভীর পুকুরের তলদেশে তেলের নীচে থেকে এই সংগৃহীত ঘনীভূত পদার্থটি নিষ্কাশনের জন্য একটি ভালভ সরবরাহ করা হয়েছিল। ডাবল-অ্যাক্টিং ইঞ্জিন এবং চাপ তৈলাক্তকরণের উদ্ভাবন ইঞ্জিন বিয়ারিংয়ের চাপ তৈলাক্তকরণের গুরুত্বপূর্ণ ধারণাটি উচ্চ গতির বাষ্প ইঞ্জিন দিয়ে শুরু হয়েছিল এবং এখন এটি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এটি একটি তৈলাক্তকরণ ব্যবস্থা হিসাবে নির্ভরযোগ্য এবং হাইড্রোস্ট্যাটিক বিয়ারিং ('অয়েল ওয়েজ') ব্যবহারের অনুমতি দেয় যা বৃহত্তর বোঝা সমর্থন করতে পারে। 1890 সালে বেলিস অ্যান্ড মরকমকে তাদের ড্রাফটসম্যান অ্যালবার্ট চার্লস পেইনের কাজ থেকে এর প্রথম পেটেন্ট জারি করা হয়। বেলিস এবং মরকম ডাবল-অ্যাক্টিং সিলিন্ডার পছন্দ করত, যাতে একটি নির্দিষ্ট শক্তির জন্য সম্ভাব্য ক্ষুদ্রতম ইঞ্জিন তৈরি করা যায়; পিটার ব্রাদারহুডের মতো তাদের প্রধান বাজারগুলির মধ্যে একটি ছিল যুদ্ধজাহাজের ইঞ্জিন রুমের সীমার মধ্যে ব্যবহারের জন্য রয়্যাল নেভিকে জেনারেটর সেট সরবরাহ করা। একটি ডাবল-অ্যাক্টিং ইঞ্জিনের অসুবিধা ছিল যে সংযোগকারী রডের শক্তির দিকটি এখন সংকোচন এবং উত্তেজনার মধ্যে বিপরীত হয়, যাতে কোনও ঝাঁকুনি এড়াতে বিয়ারিং ক্লিয়ারেন্সগুলি আরও শক্ত করা আবশ্যক। বেলিস এবং মরকম 625 আরপিএম-এ 20 বিএইচপি-র একটি দ্বি-সিলিন্ডার ইঞ্জিন তৈরি করেছিল যা ক্র্যাঙ্ক বিয়ারিংয়ের চাপে ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের দীর্ঘ ড্রিল করা গর্তের মাধ্যমে তেল খাওয়ানোর জন্য একটি ছোট পৃথক তেল পাম্প ব্যবহার করত। এটি নির্ভরযোগ্য তৈলাক্তকরণ এবং শীতলকরণ সরবরাহ করেছিল এবং তেলের ফিল্মের চাপ বিনামূল্যে চালানোর জন্য পর্যাপ্ত ছাড়পত্র সহ ডাবল-অ্যাক্টিং ইঞ্জিন ব্যবহারের অনুমতি দেওয়ার জন্য যথেষ্ট ছিল। আরও দেখুন উইলানস ইঞ্জিন ইউনিফ্লো ইঞ্জিন স্টিম মোটর, স্টিম লোকোমোটিভগুলিতে উচ্চ-গতির ইঞ্জিনের নীতিগুলির প্রয়োগ উল্লেখ আরও পড়ুন স্থির বাষ্প ইঞ্জিনগুলি প্রকার অনুসারে