, tepelný pístový motor, který mění tepelnou energii vodní páry na mechanickou práci. Generátorem páry je parní kotel. Pára je potrubím přiváděna do parního válce, do prostoru před píst. Tlak páry, působící na plochu pístu, jej uvádí do přímočarého pohybu. Po vyčerpání zdvihu, daného pracovní délkou válce, je smysl pohybu pístu změněn tím, že pára je vypouštěna do téhož válce, avšak do prostoru za pístem. Píst je spojen s tyčí zvanou pístnice. Její přímočarý pohyb lze využít buď přímo (pohon pístových kompresorů, pístových čerpadel ap.), nebo ho převést vhodným mechanismem (klikový mechanismum) převést na pohyb rotační. K vývoji parního stroje přispěl svými vynálezy J. Watt.
Parní stroj (franc. machine è vapeur, angl. steam-engine, rus. parovaja mašina) jest motor, uváděný v pohyb silou parní. Ze pára je s to, aby vyvinula značný tlak, bylo známo již v dávnověku, o čemž svědčí parní koule aeolipila a spisy Herónovy. Avšak vědomosti o působeni páry nemohly ve starověku vésti k žádnému praktickému zužitkování, protože o podstatě páry rozšířeno bylo mínění úplně pochybené. Podle učenců tehdejší doby byla pára vzduch, povstávající z elementu vody působením elementu ohně. A středověk s počátkem novo věku houževnatě lpěl na těchto míněních; ale u jednotlivců již častěji jeví se snaha, vysvětliti lépe odpařování, jsouc povzbuzována zájmem, věnovaným tehda všem odvětvím, souvisícím s mechanikou a inženýrstvím. Tak Bessoni v Orléansu sestrojil a popsal (1569) řadu vhodných modelův a vyložil vývoj a vlastnosti páry. Podobně i Ramelli (1588) a Porta (1601), jenž vyvíjel již páry ve zvláštní nádobě a vedl je pak do jiné nádoby, naplněné vodou, aby tlakem vodu vyháněly do stoupací roury. Myšlenky Portovy užil r. 1650 Salomon de Caus, pokládaný Francouzi dlouho za vynálezce parní stho sarní stroje. Zařízení tohoto stroje dostatečně objasňuje
Vlastní p. s. počíná se vyvíjeti teprve s novější vědou, s níž v těsné zůstal souvislosti až na naše dny. Objev tíže vzduchu Torricellim r. 1643 byl zde důležitým počátkem. Mersenne přenesl objev ten r. 1646 do Francie, kde několikrát demonstrován byl Pascalem, jehož důkazy vzbudily snahu vyvoditi vakuum i jinak než pokusem Torricelliho. Magdeburský purkmistr Otto Guericke byl první, jemuž se to podařilo vývěvou, a vzbudil svými pokusy obdiv tehdejšího světa. Již na těchto pokusech patrna byla snaha, využiti tíže vzduchu k účelům průmyslovým obdobným způsobem jako tíže vody. Ve spisech tehdejší doby obsaženy jsou porůznu dosti naivní názory, jak by se toho dosáhlo. Huygens ve spise, podaném r. 1680 k akademii francouzské, navrhoval k tomuto účelu stroj prachový (
Mezitím vynalezl však v Anglii Tomáš Savery nový p. s. a nelze mu upříti zásluhu, že byl první, jenž užil páry k účelům praktickým. Tenkrát byla většina anglických dolů zatopena a Savery snažil se všemi prostředky, aby svůj r. 1698 patentovaný stroj co nejvíce rozšířil. Hlavni však překážkou toho bylo za tehdejších poměrů dosti značné nebezpečí výbuchu parního kotlu. Stroj došel upotřebení tudíž jen při dolování v nehlubokých jamách a při vodotryscích. Při pokusech svých však Savery, jak dosvědčuje Desaguliers, užíval »páry 8 – 10krát silnější než vzduch«, tak že se obyčejná pájka roztápěla a nahrazována býti musila pájkou tvrdou. Pára vstupovala z kotlů střídavě do nádob tvaru cylindrického neb vejčitého a vyháněla z nich vodu svým tlakem do výše. Po vytlačení vody z nádoby uzavřel se ventil neb kohout v potrubí výtlačném, otevřel se kohout v potrubí ssacim a způsobila se ochlazováním nádoby kondensace páry, tak že povstalo vakuum a voda v ssacím potrubí stoupala, až vyplnila zase celou nádobu. Postup ten opakoval se stále a střídavě v nádobě pravé i levé, nádoby vyprazdňovaly se přímým tlakem páry na hladinu a plnily se následkem nastalé kondensace páry při náležité manipulaci s kohouty neb ventily ssacími a výtlačnými a s kohoutem neb ventilem parním. Po smrti Saveryově r. 1716 snažili se zdokonaliti jeho stroj Desaguiliers, Blakely, Rigley; prvý užil Papinova pojišťovacího ventilu při kotlu a u parních válců kondensace vstřikem studené vody dovnitř, poslední hnal strojem tím mlýny, nechal totiž vodu do výšky vytlačenou působiti na vodní kola.
Papin dověděl se r. 1705 prostřednictvím Leibnize o vynálezu Saveryově a jsa povahy nestálé, nechal svého zajisté lepšího vynálezu a snažil se zdokonaliti stroj Saveryův. Od původního Papinova stroje ukazují v museu v Düsseldorfu toliko odlitek parního válce. Papin vsunul mezi vodu a páru v parním válci píst, aby zamezil přímý styk obou a tím i zbytečnou kondensaci, na kotlu upravil ventil pojišťovací a vodu z parního válce vytlačoval na kolo vodní, aby získal točivý pohyb schopný i jiných výkonů kromě zvedání vody. Stroje toho užil Papin ke hnaní lopatkového kola lodi, s níž r. 1707 na Fuldě konal zdařilé pokusy; když však hodlal pomocí této lodi dostihnouti až břehův Anglie, aby tam vynález svůj lépe zužitkoval, suroví plavci nechtěli mu dovoliti plavbu po Veseře a rozbili v hádce jeho lod'.
Prvého vynálezu Papinova zmocnili se v Anglii zámečník Newcomen a sklenář Cawley, kteří vystihli přednosti vynálezu toho a provedli zdokonalený model. Vynález svůj dali si roku 1705 patentovati. Konstrukce parní stho sarní stroje Newcomenova je již bližší konstrukcím strojů novějších a je v podstatě kombinací různých vynálezův předcházejících. Na
Úspěch stroje Newcomenova vzbudil sice zájem fysikův a mathematiků, přes to však nastala ve vývoji jeho stagnace na dobu as 60 let následkem nedostatečnosti tehdejší nauky o teple a o pohybu. Mezitím vynalezen a zdokonalen teploměr ar. 1763 Jos. Black, professor v Glasgowě, později v Edinburce, počal učiti o teple vázaném a volném a vyvíjeti nauku o teple. Na základě těchto pokroků přivedl p. s. zase k další dokonalosti James Watt, a to takovou měrou, že jest namnoze pokládán za vlastního vynálezce parní stho sarní stroje. První patent obdržel r. 1769, načež následovaly patenty z r. 1780, 1782 a 1784 Především odstranil kondensaci z parního válce a zavedl s počátku zvláštní kondensaci povrchovou, později zase vstřikovou, ale s vývěvou. Dále uzavřel parní válce víkem, nechal pístní tyč procházeti zacpávkou a připouštěl páru na obě strany pístu (1782), tak že stroj stal se dvojčinným. Uzavíral páře vstup do válce dříve, než píst dokončil zdvih, a udal potřebné k tomu rozvody. Zdokonalil parní kotel, vynalezl manometr, indikátor, přímovod, regulátor, obal parního válce a potrubí atd. Stroji Wattovu scházel jediný důležitý mechanismus, totiž klika, na niž Washbourough a Steed před ním obdrželi patent; Watt však nedostatek ten hleděl vyrovnati mechanismy jinými. Na zužitkování svých vynálezů spojil se Watt s Roebuckem a r. 1774 s Boultonem, továrníkem v Birminghamu, s nímž společně řídil stavbu a zavádění prvních svých strojů, postavených v továrně v Soho u Birminghamu. V letech nejblíže následujících také dějiny parní stho sarní stroje jsou vlastně dějinami firmy Boulton & Watt. První dvojčinný stroj značných rozměrův, opatřený hřídelem, postavila továrna r. 1786 ve mlýnech »Albion Mills« v Londýně. Stroj ten měl rozvod veintilový a místo kliky kolo planetové. Vynálezy Wattovými byl rozvoj parní stho sarní stroje v hlavních rysech ukončen, zbývaly jen změny v detailech, uspořádání a provedení (
Wattovým nejhorlivějším konkurrentem byl Jonathan Hornblower, jenž r. 1781 dal si patentovati p. s. dvouválcový a užiti chtě. vysokého tlaku společně s expansí v obou válcích. Však první stroj Hornblowerův, postavený r. 1792 v Cornwallsku, pracoval méně oekonomicky než stroje Wattovy. Když prošly patenty Wattův i Hornblowerův, zavedl stroj dvojválcový pod svým jménem r. 1804 Arthur Woolf a udržela se soustava strojů Woolfových až na naše dny.
Počátkem stol. XIX. nabývá půdy užívání vyšších tlaků páry. Wattovy stroje pracovaly s nízkým tlakem, jen as 1,5 – 2 atm. přetlaku, pro větší výkony vypadly. tudíž příliš veliké. V Anglii zaváděli stroje pro vysoký tlak William Bull, Richard Trevithick a Vivian, v Americe (r. 1795) Oliver Evans. V Anglii připisují Trevithickovi a Maudsleyovi také zavedeni přímého pohonu kliky pomocí ojnice a křížové hlavy, tedy bez vahadla. Francouzi připisují tuto zásluhu Perrierovi, jenž prý podobný návrh učinil již r. 1792. Edward Cartwright sestrojil r. 1797 p. s. s povrchovou kondensací, při kterém poprvé bylo užito kovového těsnění pístu, nyní všeobecně užívaného. Murray zavedl r. 1799 rozvod šoupátkový, Symington r. 1801 ležatý parní válec místo dosavadního válce stojatého. Výhody z upotřebeni vysokých tlaků nebyly s počátku značné. Poněvadž se stále pracovalo s kondensací, stoupl tím také spád tepelný a tepelné ztráty. A tu shledáno, že bez kondensace ztráty ty jsou menší a že se vynecháním kondensace stroj zjednoduší. Mínění to vedlo k zavedení parní strojch sarní strojů výfukových. V této době učinilo strojnictví a hlavně slevačství značné pokroky a p. s. mění účelně tvar svých součástí a počíná se rozšiřovati na veškeré obory průmyslové a v dopravnictví.
S postupujícím zdokonalováním parní stho sarní stroje přibývalo též zdokonalovatelů. Kdežto až do konce XVIII. stol. vzato bylo sotva 30 patentů na zařízení, týkající se parní stho sarní stroje, bylo uděleno v prvních třiceti letech stol. XIX. patentů 200, mezi nimi ovšem řada bezcenných. Vývoj parní stho sarní stroje nejlépe charakterisuje srovnání spotřeby uhlí s výkony, jichž jednotlivé stroje dosáhly. Jedním kg kamenného uhlí zvedl stroj Saveryho 8 tun do výše 1 m, Newcomenův 21, Wattův 75, Woolfův 130 a nynější stroje asi 130 tun. Savery spotřeboval na koň. sílu a hodinu asi 14 kg uhlí, Watt 4 kg, Evans 3 kg, Woolf 2 kg, Elder (as r. 1854) 1 kg a nynější stroje s přehřátou parou sotva 0,5 kg.
Užívání parní strojch sarní strojů zůstalo s počátku úplně omezeno na Anglii a vývoz jich z Anglie byl kromě toho i zakázán. Na počátku stol. XIX. bylo jen málo parní strojch sarní strojů rozšířeno po pevnině a ty byly skoro vesměs atmosférické. První Wattův stroj na pevnině postaven byl v l. 90tých XIII. p. s. stol. v Nantech ve Francii a Perrier sestrojil první takový stroj r. 1790. Větší rozšíření parní stho sarní stroje nastalo teprve po míru r. 1814, jak v Evropě, tak i v Americe. S počátku dovážely se veškeré stroje z Anglie, brzo však zařizovaly se v jednotlivých zemích továrny speciálně pro stavbu parní strojch sarní strojů. Zároveň s parní strojm sarní strojem zdokonalovalo se i strojnictví, zlepšovaly se nástroje a vynalézaly se nové stroje pracovní, kterými p. s. sám zase se zdokonaloval. Nikde však kromě Anglie nešířil se p. s. tak rychle, jako v Sev. Americe. Přispěla k tomu hlavně drahota práce ruční, nedostatek dobrých cest a láce dříví, kterým se topilo pod parními kotly. První p. s. atmosférický přišel do Ameriky r. 1760. Na počátku stol. X p. s. pracovaly jen 2 stroje v New Yorku a 2 stroje ve Filadelfii. Však již r. 1838 vykazuje se 1860 parní strojch sarní strojů, 800 parníkův a 350 lokomotiv, r. 1842 již 3184 parní strojch sarní strojů, 800 strojů lodních a 524 lokomotiv. V zemích rakouských bylo r. 1837 jen 145, r. 1840 již 253 parní strojch sarní strojů. Mezi pokroky této doby sluší uvésti zavedení povrchové kondensace na lodích, trubkových kotlů, předhříváků (Cavé, Farcot), kulisy Stephensonovy a rozvodů expansních, z nichž uvádíme: Farcotův (1838), Meyerův (1843), Corlissův (1855), Sulzerův (1867). R. 1854 firma Randolf & Elder v Glasgowě postavila první dobře působící lodní stroj compoundní s klikami pod úhlem 90° a dosáhla tím nevídané dosud úspory páry. U strojů trvale umístěných zavádělo se compoundování, dnes všeobecně užívané, teprv o 20 let později, ač první stroj toho druhu zařízen byl již r. 1829 Röntgenem v Tyenoordu u Rotterdamu, však také jen ke hnaní parníku.
Také zavedení přehřáté páry mělo značný význam v rozvoji parní strojch sarní strojů. Byly sice výhody přehřáté páry již dávno známy, však každé provedení ztroskotalo se na otázce mazání. Továrny odkázány byly výhradně na oleje z říše rostlinné a zvířecí, jež nesnesly vysokých teplot přehřáté páry. Teprve s rozvojem průmyslu petrolejového přišly v užívání oleje minerální, vzdorující i teplotám 400°, a počaly se šířiti p. s-e pracující s parou přehřátou. První praktické pokusy prováděl s úspěchem G. Hirn, jenž výsledky svého badání uveřejnil r. 1857 a 1858 ve své »Mechanické theorii teplæ. Před tím, počátkem let 40tých, belgický inženýr F. Spineux v Antverpách pokoušel se zavésti přehřátou páru, však bez úspěchu. Teprve r. 1889 počíná se trvalé zavádění přehřáté páry přičiněním Louisa Uhlera v Mülhúsech a Emila Schwoerera v Kolmaru, kteří svými přehříváky dosáhli úspor dosud nevídaných. Vilém Schmidt dokázal, že přehřátí spojeno je s výhodou teprve, jde-li přes 300 °C., a sestrojil stroj, jenž praktické upotřebení páry tak horké učinil možným. Tím spotřeba uhlí proti spotřebě při strojích compoundních zmenšila se na polovinu, totiž na 0,5 kg kamen. uhlí na koň. sílu a hodinu.
Aby spád tepelný ještě více se využitkoval, zavedeny byly v nejnovější době p. s-e pro páry studené, těmi však dosáhne se značnější úspory paliva jen tenkrát, když chladicí voda je dosti studená.
Snaha sestrojiti p. s-e přímo rotační vedla konečně ke konstrukcím prakticky upotřebitelných parních turbin, z nichž zejména turbina de Lavalova, dobyvší prvých úspěchů r. 1893 na výstavě v Chicagu, vyhovuje všem podmínkám a zavádí se v nejnovější době velice často, zvláště k pohonu strojů dynamoelektrických.
Však i při parní strojch sarní strojích pístových bylo novějšími konstrukcemi učiněno možným vyhověti i nejpřísnějším požadavkům moderní elektrotechniky. Zavedením regulátorů pružinových o malých hmotách a tedy malého stupně setrvačnosti dosaženo, že zatížením parní stho sarní stroje, kolísajícím v mezích 50% i více, nemění se znatelně chod jeho, ba ani úplné odlehčení parní stho sarní stroje nemá vlivu nebezpečného. Zavedením centrálního mazání, mazniček s viditelným kapáním, pumpiček a lisův olejových důmyslných konstrukcí, zacpávek atd. značně usnadněna obsluha parní stho sarní stroje. Veliké p. s-e opatřují se širokými galeriemi a schody, aby se nabylo snadné přístupnosti k jednotlivým částem, a kde hrozí nebezpečí, upravují se zábradlí a prostředky ochranné. Pečlivé vybalancování hmot v pohybu se nalézajících zaručuje tichý chod, malé opotřebení a vysoký stupeň účinku. Když upuštěno bylo od dříve obvyklých tvarův architektonických, vyvinul se konečně při konstrukcích moderních parní strojch sarní strojů účelnou volbou tvaru jednotlivých součástí, správnými přechody mezi nimi a proniky jednotlivých těles zvláštní sloh, patrný i oku neodborníka, s jehož pravidly počítati musí dnes každý konstruktér.
Vývojem tím octl se p. s. na výši, jež, jak zdá se, již jen nepatrně může býti stupňována. Však jeví se již známky, že v nedaleké budoucnosti p. s-e aspoň z části nahrazeny budou motory jinými, jejichž chod za jistých okolností ukazuje se býti úspornější.
Moderní p. s-e vykazují sice velikou rozmanitost v uspořádání, jak v jednotlivostech tak v celku, mají však mnoho součástí společných a odehrává se ve všech v podstatě děj týž.
Hlavní částí parní strojch sarní strojů pístových je parní válec, hladce vyvrtaný, po koncích uzavřený víky. Parním válcem prochází těsně píst, jenž pomocí pístní tyče čili pístnice spojen je s křížovou hlavou či křižákem. Veškeré pohyby pístu přenášejí se pístnicí na křižák. – Pístnice buď prochází jedinou zacpávkou v předním víku neb vedena je také zacpávkou ve víku zadním. Zejména při strojích velikých a ležatých musí býti pístní tyč do zadu prodloužena, tak aby píst byl nesen také v obou zacpávkách a nespočíval celou svojí vahou na parním válci, jenž by se tím brzo vydřel. Aby hlava křížová nevybočila ze své přímé dráhy, vedena je ve zvláštním přímovodu čili vedení. Čep křižáku spojen je ojnicí s čepem klikovým upraveným na klice, jež naklínována je na hřídeli, na němž obyčejně nasazen je setrvačník a kola neb kotouče, kterými se pohyb dále přenáší. Hřídel klikový uložen je v ložiskách, z nichž přední t. zv. ložisko klikové spojeno je v tuhý celek s vedením a parním válcem pomocí rámu. Týž upevněn bývá k základu dlouhými šrouby základními, jež dole v komůrkách ve zdivu zachycují se na plotničkách pomocí kladivových hlav zavlaček neb i matek šroubových.
Do parního válce přivádí se pára nejčastěji střídavě před píst a za píst. Vstup a výstup páry řídí se rozvodem. Při strojích nejjednodušších rozvádí se pára šoupátkem umístěným v komoře parní neb šoupátkové. Pára vstupuje a vystupuje dvěma kanály vpouštěcími, jež střídavě prostřednictvím dutiny šoupátkové spojují se s kanálem vypouštěcím. Šoupátko uvádí se v pohyb excentrem č. výstředníkem, naklínovaným na hřídeli, prostřednictvím tyče excentrové a tyče šoupátkové, spojených spolu kloubem. Tyč šoupátková prochází buď jen na straně přední neb i na straně zadní zacpávkou. Při parní strojch sarní strojích expansních s rozvodem šoupátkovým pohybují se v komoře šoupátkové dvě šoupátka nad sebou, šoupátko základní a šoupátko expansní, a má takový stroj dva rozvodové excentry s příslušnými tyčemi. U parní strojch sarní strojů s rozvody ventilovými bývají upraveny na obou koncích parního válce ventily vpouštěcí a ventily vypouštěcí, uváděné do pohybu rozvodovým mechanismem od hřídele rozvodového, rovnoběžného s osou parní stho sarní stroje. Aby se dosáhlo stejnoměrného chodu, opatřuje se p. s. setrvačníkem a regulátorem. Setrvačník vyrovnává nestejnosti v chodu během jedné obrátky a přenáší kliku přes mrtvé polohy; regulátor vyrovnává nestejnosti následkem nestálého zatížení parní stho sarní stroje tak, aby p. s. konal v jistých mezích vždy stejný počet obrátek. Regulátor působí buď na škrticí klapku a mění pak napětí vstupující páry, nebo působí na rozvod a mění plnění parního válce.
Při nejjednodušším provedení parní stho sarní stroje vstupuje pára do parního válce skoro po celý zdvih. Tlak páry na píst jest jen málo menší než tlak v kotlu a zovou se p. s-e toho druhu p. s-e plnotlaké. Poněvadž se plnotlakými parní strojmi sarní stroji expanse páry vůbec nevyužitkuje, je spotřeba páry při nich velmi veliká. Dnes pokládají se za plnotlaké p. s-e pracující se 70 – 80% plnění a stavějí se jen jako malomotory. Veliké stroje pracují jako plnotlaké jen při výjimečném, skoro vždy přechodním zvýšení výkonu. Dřívější p. s-e pro nízký tlak pracovaly skoro výhradně jako plnotlaké.
Uzavře-li se páře přístup do parního válce, dříve než píst dokončil svůj zdvih, pak musí pára do zbývajícího prostoru expandovati a tlak její přenáší se na píst, tak jako by se přenášel tlak pružiny v okamžiku uříznuti přístupu páry za píst vložené. Stroje toho druhu zovou se p. s-e expansní. Proti strojům plnotlakým spotřebují stroje expansní mnohem méně páry pro tentýž výkon. Čím větší je expanse, tím více se uspoří páry, tedy i uhlí, však jen až do jistých mezí. Pro každý p. s. je jistý stupeň plnění nejvýhodnější, zvýšením neb i zmenšením plnění nastává pak vždy větší spotřeba páry a tedy i paliva. Při 5 – 6 atm. připouštěcího tlaku je na př. nejvýhodnější plnění strojů výfukových 25 %, strojů kondensačních 10%. Působí totiž na sebe také pára a stěny parního válce. Při vyprazdňování parního válce stěny vždy se ochladí a čerstvá pára pak na nich se sráží, tak že při vstupu přivésti se musí více páry, než odpovídá plnění parního válce. Po každém výfuku musí si tedy pára stěny parního válce zase ohřáti a kromě toho vypařuje se voda pokrývající válec uvnitř jak při expansi, tak i při výfuku, nastává-li výfuk při nejnižší teplotě páry. Aby ztráty plynoucí z právě uvedené nevýhody expanse omezily se na míru pokud možná nejmenší, parní válec opatřuje se parním pláštěm neb aspoň ochrannými obaly proti ztrátám tepelným a rozděluje se expanse na dva neb i více parních válců.
Poněvadž střední tlak stroje expansního je menší než tlak z téhož kotlu napájeného parní stho sarní stroje plnotlakého, stroj plnotlaký vypadne vždy menší než stejně silný stroj expansní. Setrvačník strojův expansních musí býti větší, poněvadž jsou větší nerovnosti v tlacích na píst a rozvod je vždy složitější než při strojích plnotlakých. Značná úspora páry vyvažuje však všechny tyto nevýhody.
Dle toho, kam se odvádí pára, jež v parním válci již energii svoji odevzdala pístu, rozeznáváme p. s-e výfukové a p. s-e s kondensací. Při strojich výfukových vyfukuje pára do ovzduší. Ztrácíme tím sice celou atmosferu ze skutečného tlaku, často však je jednoduchý výfuk páry výhodnější než výfuk do kondensátoru při parní stroj-ch sarní strojích s kondensací. Tak zejména při parní strojch sarní strojích maloživnostenských, lokomobilách, lokomotivách a v takových závodech, kde opatřování potřebného množství vody spojeno je s obtížemi a výfukové páry může se užiti k ohřívání vody, paření, sušení, vytápěni místností atd.
P. s-e jednočinné mají dnes význam podřízenější než p. s-e dvojčinné. Užívá se jich při strojích vodotěžných, parou zvedá se píst a vztyčení, jež pak vlastní vahou jde zpět. Spotřeba páry těchto strojů je veliká (60 až 100 kg na koň. sílu a hodinu). V nejnovější době užívá se strojů jednočinných zhusta při upotřebení přehřáté páry, aby nebylo třeba přední zacpávky, jež páru snadno propouští.
P. s-e dvojčinné vykazují malé prostory škodlivé, dovolují veliký počet obrátek a užívání rozvodů precisních a stavějí se proto dnes nejčastěji.
Dle počtu válců rozeznáváme p. s-e jednoválcové, dvojválcové, troj- a víceválcové. Jednoválcových parní strojích sarní strojů užívá se už jen pro menší výkony a pro menší napětí páry, tedy v případech, kde se přihlíží více k jednoduchosti a láci než k oekonomii celého zařízení. Stroji těmi nelze dosíci veliké stejnoměrnosti chodu a musí se tam, kde jí je třeba, užiti parní strojch sarní strojů o několika válcích. Spojí se buď dva (p. s-e dvojčité) nebo tři (p. s-e trojčité) úplně stejné p. s-e, tak že působí na společný hřídel, na němž kliky tvoří úhel 90°. při strojích trojčitých úhel 120°. Páry se tím neuspoří, v některých případech vynechává se však setrvačnik. Místo klik mohou i parní válce býti k sobě postaveny pod úhlem.
Zcela jiného druhu než stroje dvojčité jsou stroje woolfické, compound a tandem. Mají rovněž dva válce, pára však neproudí do každého z nich zvláštní odbočkou od parního potrubí, nýbrž vstupuje nejdříve do válce menšího (válec pro vysoký tlak) a teprve když zde čásť své sily plným tlakem i expansí odvedla na píst, přestupuje do válce druhého, jenž je větší prvého (válec pro nízký tlak), aby zbytek své síly odevzdala pístu, působením expanse. Tlak na písty přenáší se na dvě kliky, nasazené na společném hřídeli a položené k sobě při strojích woolfických pod úhlem bud' 0° neb 180°, při strojích compound pod úhlem 90°.
Při strojích woolfických pohybují se tedy oba písty bud' zároveň vpřed nebo vzad, anebo se pohybují proti sobě, ale tak, aby v polohách mrtvých byly současně. Pára vstupuje nejdříve do malého válce, působí zde částečně plným tlakem, z části expansí, a přestupuje do válce velikého, kde úplně expanduje. Pára přechází přímo z válce malého do válce velikého, tak že koncový tlak malého válce je zároveň počátečným tlakem ve válci velikém a ústrojí vypouštěcí malého válce rozvodovým ústrojím vpouštěcím pro válec veliký. Následkem rozdělení expanse na dva válce nejsou rozdíly v napětích před písty a za nimi tak veliké, jako při strojích jednoválcových a jsou následkem toho i menší ztráty páry. Také síla přenášená od pistů na hřídel je při strojích o klikách postavených pod úhlem 180° mnohem stejnoměrnější v průběhu jedné obrátky a užívá se strojů těch, zejména v uspořádání vertikálném, kdykoliv se má dosíci velikého počtu obrátek a tichého stejnoměrného chodu, na př. k účelům osvětlovacím. Na stejnoměrnost chodu nepříznivě působící okolnost, že obě kliky současně procházejí polohami mrtvými, vyrovnává se úpravou těžšího setrvačníku. Velice často užívá se dnes také ležatého parní stho sarní stroje woolfického, při němž oba válce jdou za sebou, tak že pístní tyč, křižák ojnice a klika jsou společné. Pára jde z malého válce do válce velikého zvláštní nádobou přestupní, přestupníkem č. receiverem, kde se po případě také ohřívá, aby tak snadno nezkondensovala. Uspořádání takové zove se tandem (
Nejobvyklejší způsob dnešního uspořádání strojů dvouválcových jsou stroje compoundní (sloučené;
Táž snaha po větší oekonomii a stejnoměrnosti chodu, jevící se při strojích woolfických, compoundních a tandem, vedla ke stavbě strojů trojnásob a čtyřnásob expansních, při nichž expanse rozvíjí se za sebou ve třech (
Vícenásobnou expansí zmenší se spotřeba páry, rozdělí se lépe práce na jednotlivé parní válce a periody obrátky, síla se přenáší výhodněji na hřídel a zmenší se tlaky mezi jednotlivými součástkami. Za to však stroj se tím zdraží, stává se složitějším a tím také obtížnější jeho obsluha a udržování. Sloučení válců má také tu nevýhodu, že není možno stupňovati výkon parní stho sarní stroje libovolně, aniž se tím zhorší rozdělení práce a zvýší spotřeba páry. Při stupňovaném výkonu roste totiž nepoměrně práce velikého válce proti práci válce malého a proto v některých případech compoundní pohon mění se v pohon přímý tím, že do každého válce se přivádí čerstvá pára přímo z kotlu. Stává se tak na př. při strojích vodotěžných, má-li se zmnohonásobniti výkon stroje při zatopení dolu, a při parní strojch sarní strojích na lodích bitevních, kdykoliv manévrování vyžaduje neobyčejných výkonů. Nevýhodou compoundování je také nemožnost spouštěti stroj z kterékoliv polohy. Je-li klika malého válce v nepříznivé poloze, neb je-li v receivru následkem netěsnosti součástí rozvodových větší tlak, stroj musí se uváděti do chodu tím, že pára čerstvá pustí se nejdříve do válce pro tlak nízký.
Válce pro vysoký tlak parní strojch sarní strojů víceválcových vytápějí se vždy přímou parou z kotlu, válce pro střední a nízký tlak také parou redukovanou škrcením na nižší tlak. Prospěšnost vytápění receivru namnoze se popírá.
Dle polohy hlavních rozměrů parní stho sarní stroje rozeznáváme p. s-e horizontální č. ležaté, p. s-e vertikální č. stojaté a p. s-e šikmé, velice málo užívané. Nejčastěji stavějí se p. s-e ležaté, jsou stabilnější než p. s-e stojaté, součásti jsou snadno přístupny, obsluha je snadná a pohodlná. Vyžadují však více místa než p. s-e stojaté a troucí se plochy stykové vyběhají se snáze a jednostraně. Starší konstrukce těchto strojův opatřeny jsou rámem tvořícím plotnu vyztuženou žebry, k níž přišroubovány jsou válec, vedení klikové, ložisko atd. (
Vertikální parní stroj sarní stroje vyžadují méně místa než p. s-e ležaté, součásti strojní opotřebují se méně a zacpávky, píst a rozvod snadněji udrží se těsnými. Stroje ty nejsou však tak stabilní jako stroje ležaté, přístupnost jednotlivých součástí je menší, zakládání dražší. Parní válec upravuje se obyčejně nahoře, hřídel klikový dole, obráceného uspořádání s parním valcem dole a s klikou nahoře užívá se jen výjimečně a není tak stabilní (
Zvláštní a dosti často užívaný druh stojatých parní strojch sarní strojů jsou pozední, jež se upevňují na zeď, nedostává-li se místa pro úpravu základu a jestliže jiné okolnosti toho vyžadují.
–P. s-e vahadlové (
Dle počtu obrátek můžeme p. s-e různiti na pomalu jdoucí a rychloběžné. Dnešní strojnictví raději užívá rychlejších běhů, přes to, že stroj při tom více se opotřebí, a počítají se i p. s-e se 60 – 70 obrátkami k pomalu jdoucím. Rychlejším během se p. s. zlevní a vyžaduje méně místa, poněvadž pro týž výkon vypadne menší. Stoupne tím však opotřebení a výlohy provozovací a p. s. rychloběžný dříve se vychodí než p. s. pomalu jdouci. Menší rychloběžky konají 250 – 350 obr. za min., veliké 100 – 200 obr. Aby chod rychloběžek byl tichý a bez rázů, hmoty v pohybu se nalézající musí býti dobře vyváženy, rozvod správně proveden, hlavně kompresse správně volena, a musí býti jen nepatrná vůle mezi jednotlivými částmi, jejichž pohyb je vratný. Rychloběžek s vysokým počtem obrátek užívá se hlavně ke hnaní strojů dynamoelektrických. Rozvod bývá nejčastěji šoupátkový.
Dle rozvodu rozeznáváme p. P. s-e šoupátkové, ventilové a p. s-e s rozvody precisními. K parní strojm sarní strojům šoupátkovým počítají se p. s-e se šoupátky plochými a pístovými, pak také se šoupátky otáčivými, na př. Corlissovými. p. s-e šoupátkové (
P. s-e ventilové jsou složitější než p. s-e šoupátkové a složitější je také jejich obsluha. Mají škodlivé prostory skoro stejně veliké jako p. s-e šoupátkové, však tím, že vstup páry oddělen jest od výstupu, uspoří se mnoho páry. Pohyb regulátoru snadno se přenáší na části rozvodové, p. s-e ventilové přizpůsobí se tudíž snadno a rychle každé změně v potřebě hnací síly. Tam, kde je třeba veliké stejnoměrnosti chodu, kde žádá se malá spotřeba páry, zařízení je větší a dohled svědomitý, doporučuje se užívati parní strojch sarní strojů ventilových. Vysokého počtu obrátek nelze však při těchto strojích upotřebiti, běhají obyčejně se 60 až 75, nejvýše se 150 obrátkami v minutě. Parní stroj sarní stroje s rozvodem ventilovým neb Corlissovým nazývají se při přesném provedení, hlavně pokud se týče rozvádění, parní strojmi sarní stroji precisními. U nás stroje precisní konstruují se skoro vždy s rozvodem ventil., v Americe, v Anglii a ve Francii dominuje však rozvod Corlissův.
Parní strojch sarní strojů vratných užívá se jako strojů těžných, válcovacích, lodních, k pohybování konvertoru v bessemerovnách, lokomotiv atd. Pohyb strojů těchto mění dle potřeby směr, tak že klika otáčející se do předu obrátiti se může k pohybu do zadu. Tento obojsměrný pohyb umožněn je t. zv. rozvodem vratným, kterým se mění předstih u šoupátka. U starších strojů dosáhlo se toho volným kotoučem výstředným nebo pevnou kulisou; novější stroje zařizují se vesměs s kulisami pohyblivými (kulisový rozvod Stephensonův, Goochův, Allanův atd.). P. s-e pro přehřátou páru jsou, pokud se hlavních poměrů týče, konstruovány stejně jako p. s-e pro páru mokrou, ba je možno mírně přehřátou parou hnáti stroje obyčejné. Jakmile však pára více se přehřívá (přehřátím stoupne teplota až na 300° i více), je třeba, aby se přizpůsobila úprava parního válce, zacpávek, pístu, vedení rozvodu atd. Parní válec neupevňuje se k základu, aby se mohl volně roztahovati, zacpávky nahradí se delšími a vycpou se úcpou nespalitelnou, vedení vyvrtá se na straně k válci užší, poněvadž zahříváním se roztahuje atd. Oleje spotřebuje se při strojích pracujících s přehřátou parou dvakrát tolik jako při strojích pro páru mokrou a lze upotřebiti jen olejů minerálných, vysoké zápalné teploty. S čím větší teplotou se pracuje, tím větší je zisk z přehřívání páry, však vzhledem na stroj užívá se často jen přehřátí do 220°, ač nejlepší přehříváky, na př. Schmidtův, umožňují přehřátí až do 350 °C. Schmidtův p. s. pro přehřátou páru je jednočinný, jednoválcový neb tandemový (
Dle umístění rozeznáváme p. s-e trvale umístěné č. stationární a p. s-e pojezdné č. lokomobily a lokomotivy.
P. s-e lodní liší se od parní strojch sarní strojů pozemních trvale umístěných především tím, že se při nich žádá, aby konstrukce byla lehká a nezaujímala mnoho místa, pak aby dovolovala snadné a rychlé manévrováni, stejnoměrný chod a malou spotřebu páry. Podle druhu poháněče lodního rozeznáváme p. s-e pro parníky šroubové, p. s-e pro parníky kolové a p. s-e pro lodní poháněče reakční, turbinové, jichž se však užívá málo. P. s-e pro pohon lodních šroubů mohou býti ležaté, stojaté nebo šíkmé. Ležatých užívá se více na lodích válečných, poněvadž jsou lépe chráněny před střelami. Bývají compoundní nebo trojválcové. Nejrozšířenější jsou však stroje stojaté na menších lodích compoundni, pracující s tlakem as 6 atm., na větších strojích troj- a čtyřválcové s tlaky 11 – 15 atm. Na menších lodicích užívá se obyčejně parní strojch sarní strojů jednoválcových bez kondensace (
Pokud se týče snadnosti manévrování, ukazuje se nejvýhodnější soustava trojválcová, s uspořádáním válců vedle sebe dle schematu mal. vál., střed. vál., vel. vál., někdy také mal. vál., velký vál., střední válec. Jednotlivé válce spojují se s komorami a mezi sebou, tak že tvoří dohromady jeden nosník. Válce dělají se zevně z litiny, uvnitř se však vykládají vložkami ocelovými nebo z tvrzené litiny. Mezi vložkami a zevnější stěnou parního válce povstává pak parní plášť. Parní potrubí lodních strojů bývá velice rozvětveno. Kromě hlavního potrubí do malého válce opatřují se parní stroj sarní stroje lodí válečných odbočkami do druhých válců, aby se tyto po případě mohly hnáti pro sebe. Zvláštní péče věnuje se mazání. K otáčení strojem při montáži a pozdějších opravách slouží zvláštní stroj pomocný. Parní strojch sarní strojů těžních užívá se v dolech ve spojení s těžným strojem na pohon těžné kleci. Stavějí se skoro výhradně jako stroje dvojčité, aby se mohly spouštěti z každé polohy a pak aby nebylo třeba setrvačníku, který ztěžuje zabrzdění. Uspořádání stojatého užívá se při těchto strojích jen výjimečně, většinou bývají ležaté. P s-e upravené jako motory pro maloživnostníky přišly málo v užíváni. Pracujíť malé p. s-e vůbec nevýhodněji proti stejně velikým motorům plynovým, petrolejovým, benzinovým neb lihovým.
P. s-e maloživnostenské spojují se s kotlem, tak že tvoří jeden celek. Nejznámější jsou parní motor Friedrichův a Hofmeistrův. Také p. s-e automobilní ustupují motorům jiných soustav, při nichž není třeba kotlu a topení, tak že snáze lze umístiti motor pod vozem a obsluha jest jednodušší. Při pohonu malých člunů dává se dnes vždy přednost motorům výbušným před malými parní stroji sarní strojmi. Parní stroj sarní stroje transmissní působí přímo na transmissi, kterou síla a pohyb se přenášejí do místností pracovních. Setrvačník těchto strojův upravuje se obyčejně jako kotouč lanový nebo řemenový.
P. s-e přímo pracující spojují se bezprostředně s pracovním strojem, na př. pumpou, dmychadlem, kladivem atd. Setrvačník při takovém uspořádání velmi často odpadává parní strojmi sarní stroj- i přímo rotačními má pohyb pístu sem a tam jdoucí zaměněn býti za pohyb pístu kolem osy, tak aby točení se způsobovalo přímo a obešel se mechanismus klikový. Ačkoliv již za časů Wattových snaha vynálezců nesla se v tomto směru, nevedla k žádným výsledkům praktickým, pokud vynálezci snažili se použiti expanse páry za týchže podmínek jako při parní strojm sarní stroji pístovém. Dobrých výsledků dosaženo však užitím reakce tlakové a konstrukcí parní strojch sarní strojů na způsob vodních turbin. Rotační p. s-e sestrojili Kryszat, Westinghouse, Marx, Hult a Walfrid, Arbela Tihon, Pral, Thomann aj. Rotační p. s. Westinghousův skládá se z komory, v níž pohybují se dva bubny sestávající z ozubených desek nasazených na hřídel a poposazených proti sobě. Pára vstupuje mezi oba zabírajicí bubny ze zpoda a uvádí je do pohybu točivého.
Nejmodernější p. s-e jsou parní turbiny. Proudem a tlakem páry způsobuje se při nich přímo otáčivý pohyb lopatkového kolečka, a pohyb ten přenáší se dále a mění ozubenými koly a řemenovými převody. Rychlost, s kterou se otáčí hřídel oběžného kola, je neobyčejná; při akční turbině de Lavalově činí 15.000 – 30.000 obrátek za min., při reakční turbině Parsonově 3000 – 10.000 obrátek za minutu. Parní turbiny jsou trojiho druhu: 1. pára vstupuje do kola oběžného, aniž směr její určen zařízením rozváděcím; 2. pára vstupuje do kola oběžného z jednoho neb z několika rozváděcích soptikův a pozbývá při tom úplně tlaku; 3. pára rozpíná se znenáhla a prochází za sebou několika rozváděcími a oběžnými koly. Hlavním repraesentantem parních turbin skupiny prvé je turbina Mortonova, které však nebylo nikdy upotřebeno prakticky. Nejrozšířenější turbinou parní je dnes turbina de Lavalova (
Počet soptíků závisí na velikosti turbiny, p. s-e tříkoňové mají jen jeden soptík, stokoňové mají jich 10 – 12. Při turbinách více než desetikoňových lze uzavříti každý soptík pro sebe, a přístup páry omezuje se při zatížení turbiny jen částečném. Lopatkové kolečko turbinové jest ocelové, sestává ze dvou ocelových desek, mezi něž vloženy jsou lopatky. Velikou rychlostí páry vstupující způsobi se také nadmíru rychlé otáčení kola lopatkového, tak že na př. obvodová rychlost kola oběžného turbiny 5koňové činí 11,2 km za min., při 100koňovém stroji s kondensací 21,7 km. Následkem toho p. s. turbinový i pro veliké výkony vypadne poměrně malý.
Poněvadž vybalancování kol tak rychle se otáčejících je prakticky nemožné, rozřešil de Laval úlohu tu tím, že nasadil kolo na hřídel poměrně tenký a dlouhý, jenž na počátku odstředivé síle povoluje, až se konečně po několika vteřinách v jedné poloze ustálí. Ohebný hřídel při menších strojích jen 8 až 10 mm silný převádí pohyb a sílu na převodní soukolí, kterým rychlý běh mění se v pomalejší, a to v poměru 8:1 – 12:1. Soukolí uzavřeno je ve zvláštní komoře, běhá celé v oleji a zmenšuje počet obrátek, při malých turbinách 3 – 30koňových na 3000 – 2000, při větších turbinách na 1500 – 750 obrátek. Další redukce počtu obrátek provádí se na transmissi.
Při turbině Parsonově pára expanduje postupně v prostorech mezi lopatkami rozváděcími a oběžnými. Ve starších turbinách Parsonových pára působila střídavě nárazy a reakcí na lopatky umístěné ve velikém počtu na společném hřídeli. Ztráty byly při tom značné a počet obrátek dostupoval výše až 18.000 za min. Při novějších turbinách Par pohybuje se po lopatkách radiálně a hřídel koná jen 4500 obrátek za minutu. Turbina tato (
Parní strojmi sarní stroji pro páry studené čili t. zv. parní strojmi sarní stroji studenými má se úplně využitkovati teplo v páře obsažené. Za tím účelem konstruován je kondensátor parní stho sarní stroje vodního jako odpařovač tekutiny, jejíž bod varu leží velice nízko. Nejlépe osvědčila se v tom směru kyselina siřičitá (SO2). V kondensátoru parní stho sarní stroje vodního vytvořené páry kyseliny siřičité vedou se do parní sthosarní stroje studeného (
Spotřeba páry závisí na soustavě parní stho sarní stroje (zdali jednoválcový či víceválcový), na působení páry v něm (zdali expansní či plnotlaký, výfukový či s kondensací), na počátečním tlaku, velikosti plnění, počtu obrátek, velikosti, provedení a rozvodu stroje. Literatura: Hrabák J., Hilfsbuch für Dampfmaschinentechniker (Berlín, 2. vyd., 1891); Bernoulli Chr., Dampfrnaschinenlehre (Štutgart, 7. vyd., 1891); Scholl, Führer des Maschinisten (Brunšvik, 1891); Reiche, Der Dampfmaschinenkonstrukteur (Cáchy, 1893); Buchetti, Les machines ŕ vapeur ŕ l'exposition universelle de Paris (Paříž, 1890); Sauvage, Les divers types de moteurs â vapeur (Paříž, 1893); Goodeve, Textbook on the steam engine (Londýn, 12. vyd.); Demoulin, Traité pratique de la construction des machines ŕ vapeur fixes et marines (Paříž, 1895); Pechan, Leitfaden des Maschinenbaues, Motoren (Liberec, 3. vyd., 1895); Schwartze, Katechismus der Dampfkessel, Dampfma. schinen und anderer Wärmemotoren (Lipsko, 1894); Ewing, The steam engine and other heat engines (Nový York,1894); Busley, Schiffsmaschinen (Kiel, 1886); Müller, Die Schiffsmaschinen (Brunšvik, 1897); The engeneer shipbuilding and marine engineering on the Thames in the Victorian Era (Londýn, 1897 – 98). JPok.