Soorten regulateurs

Hoofdpagina | Stoommachine | Regulateur

De kracht die door de stoomdruk op de zuiger wordt uitgeoefend varieert gedurende de slag. Direct na de inlaat is deze kracht het grootst, tijdens de uitlaat het kleinst. Om de snelheid van de machine toch zo regelmatig mogelijk te houden moet er dus apparatuur geïnstalleerd worden. In eerste instantie is dat het vliegwiel die de onregelmatigheid tijdens een omwenteling stabiliseert. Door de [massatraagheid] van het vliegwiel wordt bij de inlaat een gedeelte van de geleverde energie opgenomen door de snelheid van het vliegwiel te verhogen, bij de uitlaat wordt deze energie weer afgegeven. Hoe zwaarder het vliegwiel, hoe kleiner de snelheidsvariaties. Dit geldt alleen bij gelijkblijvende belasting.

Bij een wisselende belasting zal het vliegwiel ook stabiliserend optreden, maar in dat geval zal ook de stoomtoevoer geregeld moeten worden en daar komt de regulateur in beeld. Er zijn twee soorten regulateurs, de eerste en oudste knijpt de stoomtoevoer af. Dit is geen economisch systeem, immers, door de stoom af te knijpen daalt de druk en dus ook te temperatuur, hiermee gaat veel energie verloren. Beter is de tweede soort regulateur, de regulateur waarbij de vullingsgraad geregeld wordt.

De meeste regulateurs werken op basis van middelpuntvliedende kracht, een gewicht wordt rondgeslingerd en de uitslag dient als maat voor de stoomtoevoer.

De eerste regulateur zoals Watt die bedacht heeft zien we hiernaast. De ballen die rondgeslingerd worden bewegen naar buiten en lichten daardoor een handle. Deze handle bedient een smoorklep. De ballen hebben een massatraagheid waardoor ze slechts langzaam reageren op snelheidsveranderingen.
Het vergroten van het gewicht van de ballen zal deze traagheid niet opheffen, het verkleinen echter wel. Maar om dan nog genoeg kracht te kunnen ontwikkelen moet het toerental opgevoerd worden. Hiernaast zien we een Porter-regulateur waarin dat verwerkt is.
Een andere ontwikkeling is de veerbelaste regulateur. Het is alleen nog de middelpuntvliedende kracht die de uitslag bepaald. De ballen zijn in evenwicht met een veer en daardoor heeft de zwaartekracht nog maar weinig invloed. De regulateur werkt snel en nauwkeurig. Door de veer te spannen cq te ontspannen wordt het gewenste toerental ingeregeld.
In een volgende fase zien we de Pickering regulateur. Deze beroemde regulateur heeft drie gewichten die op bladveren gemonteerd zijn. Ook hier is het niet meer de zwaartekracht, de ballen bewegen immers nagenoeg geheel horizontaal. Het is de veerspanning die de uitslag bepaald.
Een bijzondere regulateur is de massatraagheidsregulateur. Hierbij spelen de zwaartekracht en middelpuntvliedende kracht geen rol meer, de regulateur werkt alleen nog op basis van de massatraagheid. Op de krukas is een schijf gemonteerd waarop een balans is geplaatst. Het middelpunt van deze balans ligt buiten het middelpunt van de krukas. Bij een constant toerental is de balans in evenwicht, maar bij een snelheidsvermindering zal de balans door de massatraagheid voorover kantelen. Zoals in een auto, bij het remmen worden de passagiers naar voren geduwd. Deze verdraaiing van de balans regelt de stoomverdeling. Deze regulateur is zeldzaam.

Zoals al eerder gezegd zijn er twee methoden van regelen, de hoeveelheid stoom regelen of de vullingsgraad regelen. Dit laatste gaat eenvoudig door een schijfregulateur op de krukas te monteren en deze een excentriek te laten besturen. Dit excentriek regelt dan de vullingsgraad. Dit type is op de machines van de Tuut toegepast.