Machine 1891

Uit Test Wiki
Ga naar: navigatie, zoeken

400×597px
Sfeerfoto van de wasinrichting in het Zuiderzeemuseum, een sfeer, vergelijkbaar met die in de machinekamer van de eerste stoommachine van Halbertsma
(afbeelding: J.P. Rottiné)

Opname van de stoommachine in de “wasserij” van het Zuiderzeemuseum te Enkhuizen: We mogen ons voorstellen dat dit het beeld was van de eerste stoommachine van Halbertsma ...

Herinnering

Samen met mijn vader, toen reeds gepensioneerd, bezochten wij af en toe plaatsen waar nog stoommachines aan het werk waren. Wij hoefden elkaar daarbij niet veel te vertellen. Het ging er eigenlijk meer om nog even weer die sfeer van destijds op te halen en de kenmerkende geuren op te snuiven.

Zo hebben we ook naar het “machientje” in het Zuiderzeemuseum staan kijken. We beseften ons dat het begin van het stoomtijdperk bij Halbertsma er zo had uitgezien!
Kleine machines van omstreeks 12 PK zijn tijdens de eeuwwisseling “19/20e eeuw” algemeen in gebruik geweest in de eerste fabrieken aan het begin van het industriële tijdperk, later ook veel in zuivelfabrieken.

Deze opname van een kleine stoommachine en de bijbehorende Cornwall-ketel in de wasserij van het Zuiderzeemuseum geeft exact de sfeer weer van de eerste machinekamer en ketelhuis van Halbertsma in 1891.

Reconstructie

Het is goed mogelijk dat de eerste stoommachine van H.B. Halbertsma werd geleverd door de Fa. H.W. van der Ploeg te Grou. Het is ons bekend dat dit bedrijf complete zuivel- en stoominstallaties leverde aan zuivelfabrieken, o.a. in samenwerking met de Zeister Machinefabriek te Zeist.

Wanneer deze samenwerking is begonnen is niet geheel duidelijk, maar het zou best kunnen dat de beide firmanten van Grou hierover onderling contacten hebben gehad en dat Halbertsma op deze wijze zijn eerste stoommachine heeft besteld. Het zou dan kunnen zijn dat Van der Ploeg in dit geval heeft geadviseerd en bemiddeld.
De stoommachine die op de brochure van Van der Ploeg staat afgebeeld toont een treffende overeenkomst met de stoommachine van Davey Paxman & Co. te Colchester, waarvan we ondertussen definitief weten dat dat de machine was, zoals die bij Halbertsma te Grou in gebruik was in de periode 1891-1900.

Het is natuurlijk ook mogelijk dat Halbertsma een eigen keus heeft gemaakt uit de vele merken en types machines die er omstreeks 1890 in Europa op de markt waren. Als men niet genoeg aan het aanbod in het eigen land heeft gehad, kan het zijn dat Halbertsma een machine uit Engeland of Duitsland heeft gekozen.

600x777
Brochure van Van der Ploeg met een afbeelding van wat de eerste stoommachine van Halbertsma zou kunnen zijn geweest!
(afbeelding: via collectie B. Lageveen)

Stoomtechniek

Als we de literatuur bestuderen die er uit het tijdvak rond 1890 beschikbaar was, is het heel goed mogelijk dat de eerste stoommachine van Halbertsma van het type is geweest volgens de afbeelding (Fig. 361 uit 1). Wij ontlenen aan een beschrijving het volgende:

400×237px
Een horizontale machine “zonder condensatie” van 12 PK.
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)


De stoomcilinder A is met hout bekleed, om warmteverlies door uitstraling zoveel mogelijk tegen te gaan.
De zuigerstang B wordt volgens een rechte lijn geleid door de kruiskop C, die door lijsten, welke ter weerskanten op de leibaan D zijn aangebracht, op zijn plaats gehouden wordt.
E is de smeedijzeren drijfstang, die de kruk F beweegt.
Deze laatste is eenvoudig door ombuiging van de krukas gevormd (gebogen krukas) die aan het ene einde het vliegwiel G draagt.
H is het excentriek en J de excentriekstang voor de schuifbeweging. De schuif zelf ligt aan de achterzijde van de cilinder en is op de illustratie niet zichtbaar.
Achter de stoomafsluiter K is de smoorklep aangebracht. Die wordt door de regulateur L in de vereiste stand gebracht.
Het excentriek M dient voor het drijven van een voedingspomp N.
Stoomcilinder, leibaan, kussenblok en pomp zijn op een gemeenschappelijke fundatieplaat 00 bevestigd, die door ankerbouten met de stenen fundering verbonden is.
Door deze wijze van plaatsing konden de machineonderdelen al tijdens de bouw door de leverancier op hun juiste plaats worden gemonteerd, zodat de afregeling van het geheel bewaard bleef en onafhankelijk was van de opstellingssituatie bij de opdrachtgever.
Ook als de machine later eventueel zou moeten worden verplaatst, was deze constructiewijze heel gemakkelijk.

12 PK: de kracht van Halbertsma’s eerste stoommachine

De in de stoommachine werkzame kracht is de werking van de stoomdruk op de zuiger:
dus gelijk aan druk per cm2 x opp. zuiger in cm2
De weg, die deze kracht in de tijdseenheid “seconde” aflegt valt uit de snelheid van de zuiger af te leiden.
Bij één omwenteling van de kruk, gaat de zuiger in de cilinder:
één keer heen + één keer terug (2 x de slaglengte)
de zuiger maakt dus twee slagen per omwenteling
De weg die de zuiger in één minuut aflegt is dus:
gelijk aan het aantal omwentelingen/per min x de weg van de zuiger per omw.

Als we dit product delen door 60, dan krijgen we de weg van de zuiger afgelegd per sec

Als we deze weg, de zuigersnelheid vermenigvuldigen met de druk dan krijgen we het effect van de stoommachine in kilogrammeters.
Als we dit effect delen door 75 dan krijgen we het effect in PK’s.

500×258px
Stoommachine van 12 PK met condensatie-inrichting
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)

Stoomtechniek

Bij de eenvoudige machines, zoals die van 1891, was er al sprake van verfijnde technische toepassingen.

De zuiger
De zuiger in de cilinder van de stoommachine is de ziel van de machine. Het nuttig effect hangt grotendeels af van de dichtheid van de zuigers.
Er bestaan vele constructies voor zuigers, waarbij de stoomdichte afsluiting in de cilinder verkregen wordt door zuigerveren.
Veel van deze constructies hebben echter het gebrek dat ze te sterk en ongelijkmatig tegen de binnenwand van de cilinderdrukken, waardoor veel kracht aan wrijving verloren gaat. Bovendien zijn de cilinder en de veren daarbij aan veel slijtage onderhevig, terwijl door het ongelijkmatig aandrukken van de veren de cilinderwand in doorsnede eirond wordt en daardoor ook “ondicht” wordt.
Als we dan de veren weer gaan vernieuwen wordt de ondichtheid alleen nog maar veel groter.

200×388px
Een stoomzuiger
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)


Daarom is het aan te raden een zuigerconstructie toe te passen, waarbij de dichting overal nauw aansluit en gelijkmatig drukt, terwijl de zuiger daarbij langzaam om zijn as draait en zo met alle punten van de cilinderwand in aanraking komt.
Het is de bedoeling dat er zo een zuiver cilindervormige, gepolijste wand blijft bestaan en daardoor zelfs eironde vormen van de cilinderwand geleidelijk verbeterd wordt.
Stoomzuigers met spiraalveren voldoen aan deze eisen. Ze worden b.v. sinds 1885 door Cremer toegepast.
De spiraalveer spant in axiale richting zuiver rond en drukt daarom overal gelijkmatig op de cilinderwand en daarbij ook in de langsrichting tegen de zuiger en de drukring.

200×184px
Stoomzuiger met spiraalveer
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)

De zuiger moet licht zijn, de grotere worden daarom hol gegoten, de kleinere zijn open en voorzien van versterkingsringen, die zuiver rond en concentrisch zijn gemonteerd. De spiraalveer houdt de zuiger door middel van de centreerring en de gelijkmatige druk netjes in het midden van de cilinder.


De stoomregulering
De stoomregulering dient ervoor om de stoom naar de cilinder aan en af te voeren, zodat die afwisselend aan beide zijden van de zuiger kan werken. De regulering maakt het mogelijk om de stoom gedurende een gedeelte van de zuigerslag aan te voeren, dan de stoomtoevoer af te sluiten (gedurende de afsluiting doet dan de stoomexpansie zijn werk) om dan tenslotte gedurende de terugslag van de zuiger de afgewerkte stoom nog af te voeren.

250×143px
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)

De verandering (afstelling) van de duur van de instroming van de stoom (stoomvulling) kan door de hand of automatisch door de regulateur worden geregeld.

De stoomregulering kan gestuurd worden door schuiven of kleppen.
Er zijn schuiven die een rechtlijnige beweging hebben (vlakke schuiven of bosschuiven) maar ook die zich draaien (kranen of draaiende schuiven)
Om het arbeidsvermogen van de stoom zoveel mogelijk te benutten (door uitputting) stroomt de stoom slechts een klein gedeelte van de slag toe, voor het overige gedeelte is de toevoer al afgesloten en werkt de zuiger door de spankracht (expansie) van de stoom.

200×372px
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903)

Die vroege afsluiting wordt meestal door een tweede schuif bewerkt (expansieschuif), die op het bovenvlak van de eerste schuif (grondschuif) loopt. In de oorspronkelijke techniek werd dat echter door fijnregulering met de grondschuif alleen bereikt.

Bovenstaande informatie uit de vakliteratuur geeft een mogelijk beeld van de techniek zoals die bij Halbertsma in 1891 in gebruik kwam.
Lange tiid, ruim 20 jaren hebben we dit beeld weergegeven als zeer waarschijnlijk.
Ondertussen hebben we een advertentie uit 1899 in de Leeuwarder Courant gevonden die definitief informatie geeft over de eerste stoommachine van Halbertsma:

372×387px
(afbeelding: via internet Archief Leeuwarder Courant)

De Stoommachine van 1891

Wij weten nu via de advertentie van Halbertsma, waarin de eerste machine in 1899 weer te koop wordt aangeboden, dat de eerste machine van het fabrikaat Davey Paxman & Co, te Colchester is geweest.

Uit de genoemde gegevens kunnen we opmaken dat de slag van de machine 500 mm (50 cm) was, omgerekend naar Engelse maten is dit 19,69 inch.

In de documentatie van Paxman op de website
http://www.paxmanhistory.org.uk/paxsteam.htm
kunnen we lezen dat Paxman voor wat betreft stoommachines vanaf 1865 is begonnen met het vervaardigen van "Class A" machines.

450×339px
Afbeelding: Paxman Class A-machine
(afbeelding: via http://www.paxmanhistory.org.uk/paxsteam.htm)

In de tabellen met gegevens behorende bij class A komen geen machines voor met een slaglengte van ruim 19 inch. Deze maten gaan niet verder dan 14 inch.

In 1879 lanceerde Paxman op de Royal Agricultural Show zijn eerste "Class B" stoommachine.
Zij waren krachtiger dan de Class A-machines en beschikten over een meer ferfijnde stoomregeling (waarschijnlijk een zogenaamde Ridersche schuif!).
Deze serie werd doorontwikkeld tot diverse typen: gekoppeld, gekoppeld compound, tandem compound en met diverse condensatieinrichtingen en cilindervormen.

In de catalogi werden de Class B machines aangeboden voor een stoomdruk tot 120 psi en de enkel-cilinder versies van 12 tot 30 NPK. In 1883 werd de machine aangeboden volgens bijgaande afbeelding.

450×265px
Afbeelding Paxman Class B-machine zoals deze te Grou in gebruik is geweest.
(afbeelding: via http://www.paxmanhistory.org.uk/paxsteam.htm)

Als wij de ons bekende gegevens: 12 PK, slaglengte ruim 19 inch, cilinderdiameter 11,8 inch opzoeken in de op de website gegeven tabel, dan komen wij exact uit op de kleinste uitvoering van 12 PK.
Het bijbehorende vliegwiel is dan in doorsnede 7 feet (2,13 m). Het aantal omwentelingen van de machine bedraagt 90 omw/min.

Uit de brochure van 1913: De gewone bakschuif-machine is zonder twijfel de meest betrouwbare stoommachine die er wordt aangeboden en, hoewel niet zo economisch in het stoomverbruik, is het door zijn eenvoud, met een regelmatige, probleemloze gang, een zeer gemakkelijke machine in het gebruik. In het algemeen is zijn betrouwbaarheid ongeëvenaard en het is mogelijk een naar tevredenheid stellend stoomverbruik te bereiken.

Op veel locaties waar de machinisten die beschikbaar zijn, totaal ongeschoold zijn, doen de voordelen van de bakschuif zich volop gelden door betrouwbaarheid, het ontbreken van storingen en dure reparaties, wat meestal veel belangrijker is dan het stoomverbruik.
In veel gevallen is dit de enige machine die geschikt is om geïnstalleerd te worden, daar de constructie en het beheer verricht kan worden door de meest ongeschoolde plaatselijke machinist. Daardoor is deze machine ook geschikt voor de markten in het Verre Oosten, zoals India, China, Zuidoost Azië, enz.

450×351px
De fundering van de machine is buitengewoon stevig

(afbeelding: via http://www.paxmanhistory.org.uk/paxsteam.htm)

We kunnen ons goed voorstellen waarom Halbertsma voor deze machine heeft gekozen: zowel hijzelf als het personeel hadden geen ervaring met een stoommachine. de meeste werknemers van Halbertsma waren nog ongeschoold!

Terug naar de pagina met onderwerpen