蒸汽机动力装置

主机以蒸汽为工质的船舶动力装置

蒸汽机动力装置，是指主机以蒸汽为工质的“船舶动力装置”。采用间接加热的方式，即燃料燃烧在发动机外的锅炉中进行，锅炉中的水受热产生蒸汽推动发动机工作，故亦称为外燃式发动机。根据发动机的运动方式不同，又可以分为往复式蒸汽机和回转式汽轮机两种，但通常蒸汽机动力装置就是指往复式蒸汽机，其能、功转换是借助汽缸中的活塞来实现的：当蒸汽轮流进人汽缸上、下空间时，使活塞作直线往复运动，再借助连杆-曲柄机构，将活塞的直线往复运动变为机轴的回转运动，产生回转力矩而不断作工。由于蒸汽机的效率低、结构笨重等缺陷，已经被其他船用动力装置所取代。

历史

最早提出蒸汽机动力装置设想的是法国的德尼·巴班，他在1690年，就想用蒸汽机作动力推动船舶的想法，但当时还没有可供实用的蒸汽机，故设想无法实现。1769年，法国发明家乔弗莱把蒸汽机装上了船。但所装的蒸汽机既简陋又笨重，而且带动的又是一组普通木桨，航速很慢，未能显示出机动船的优越性。

1783年乔弗莱又建成了世界上最早的蒸汽轮船“波罗斯卡菲”号，但是航行30分钟后，船上蒸汽锅炉发生爆炸。1790年美国的约翰·菲奇用蒸汽机带动桨划水，其效率极低，菲奇的发明没有受到人们的重视。

1802年，英国人威廉·西明顿采用瓦特改进的蒸汽机制造成世界上第一艘蒸汽动力明轮船“夏洛蒂·邓达斯”号，在苏格兰的福斯——克莱德运河下水，试航成功。这是一艘30英尺长的木壳船，船中央装上西明顿设计的蒸汽机，推动一个尾部明轮。轮船的出现对拖船业主们是一个打击，他们以汽轮船产生较大的波浪为由，拼命反对。第一艘汽轮船被扼杀在摇篮里。

美国的约翰·史蒂芬森于1804年建成具有世界上最早有螺旋桨的轮船。由于推动螺旋桨的蒸汽机转速太低，所以他当时认为推进器还是轮桨较好。1807年，他建造了带轮桨的“菲尼克斯号” 轮船。“菲尼克斯号”从纽约沿海岸驶向费城进行试航，途中遇到风暴。但经过13天的航行还是平安地到达费城，这是世界上轮船首次在海上航行。

上述这些用蒸汽机做动力的船舶都没有得到应用。

1807年7月，被人们称为“轮船之父” 的美国机械工程师罗伯特·富尔顿是美国机械工程师，他设计出“克莱蒙特号” 汽轮船，排水量为100吨、长45．72米、宽9．14米的汽轮船。船的动力是由72马力的瓦特蒸汽机带动车轮拨水。8月17日，载有40名乘客的“克莱蒙特号” 从纽约出发，沿着哈德逊河逆水而上，31小时后，驶进240公里以外的奥尔巴尼港，平均时速7．74公里，从此揭开了轮船时代的帷幕。此后它在哈德逊河上定期航行，成为世界上第一艘蒸汽轮船，奠定了轮船不容摇撼的地位。

种类

工作位置

按蒸汽在活塞一侧或两侧工作，蒸汽机可分为单作用和双作用式两种；

布置方式

按汽缸布置方式，可分为立式和卧式；

膨胀次数

按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀，可分为单胀式和多胀式；

流向

按蒸汽在汽缸中的流向，可分为回流式和单流式；

排气方式

按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。

构造