parni stroj, toplinski stroj koji energiju vodene pare ekspanzijom pretvara u mehanički rad. Po konstrukcijskoj izvedbi pripada stapnim strojevima, a u širem smislu obuhvaća i sve strojeve pogonjene energijom vodene pare (→ turbina).

Svojstva i djelovanje vodene pare bili su poznati već u starome vijeku; Heron Aleksandrijski konstruirao je u I. st. pr. Kr. različite uređaje koje je pokretala para. Prve uporabljive parne strojeve konstruirali su engleski inženjeri Thomas Savery 1698. i Thomas Newcomen 1712., a prvi parni stroj nalik suvremenima izradio je 1765. James Watt, koji je s Matthewom Boultonom 1782. osnovao prvu tvornicu parnih strojeva. Robert Fulton je 1807. uporabio parni stroj za pogon prvoga komercijalnog parobroda, a George Stephenson 1814. za pogon prve uporabljive parne lokomotive. Primjena parnoga stroja pokrenula je snažan napredak tehnike te donijela korjenite promjene u način proizvodnje i prijevoza pa ga se općenito smatra pokretačem industrijske revolucije. Danas su parne turbine i motori s unutarnjim izgaranjem zamijenili parne strojeve, ali se istražuje njihova uporaba za iskorištavanje alternativnih energetskih izvora (npr. biomase) u području malih strojeva većih izlaznih snaga.

Prvi parni stroj u Hrvatskoj

Parni stroj uvodi se u proizvodne pogone ponajprije kao nadomjestak za vodni pogon. Zato se javlja ondje gdje nema vode, nema je dovoljno ili je prilaz vodi povezan s velikim troškovima. Prvi parni stroj u Hrvatskoj, ujedno i prvi takav stroj u jugoistočnoj Europi, instaliran je 1833. u tvornici Smith & Meynier → Tvornici papira Rijeka. Snaga mu je bila 18 KS (13,4 kW). Do 1838. tvornica je raspolagala čak trima parnim strojevima, a u drugoj polovici XIX. st. s pet takvih strojeva. Unatoč tomu, riječka je tvornica svoje velike potrebe za pogonskom snagom primarno zadovoljavala iz vodne energije. Isprva su strojeve pokretali vodenički kotači snage 300 KS (223,5 kW), nakon poplave 1852. zamijenjeni su vodnim turbinama snage 600 KS (447 kW), a nedugo potom njihova je snaga povećana na 1200 KS (894 kW). Parni strojevi Tvornice papira Rijeka utrli su put primjeni toga oblika energije u različitim vidovima proizvodnje u Hrvatskoj, u prehrambenoj industriji i poljoprivredi, pilanama, rudnicima i talionicama te u prometu.

Parni stroj u prehrambenoj industriji i poljoprivredi

Početkom XIX. st. u razvijenim europskim državama počela je primjena parnih strojeva u prehrambenoj industriji i poljoprivrednoj proizvodnji. Prvi paromlin u Engleskoj izgrađen je 1786., u Njemačkoj 1816., Austriji 1836., a parni plug rabi se u Njemačkoj od 1847. Prvi parni stroj u kontinentalnoj Hrvatskoj primijenjen je u šećerani na imanju Ivana Adamovića u Čepinu 1836. Slijedile su primjene u šećerani Janka Draškovića u Rečici kraj Karlovca, u Virovitici (1846) i Čakovcu (1856), gotovo istodobno kao u šećeranama u Ugarskoj. Prvi parni mlin izgrađen je u Rijeci 1845., zatim u Korođu kraj Vukovara 1846., ponovno u Rijeci 1853., Virovitici 1854., Nuštru 1855., Varaždinu 1860., Zagrebu 1862., u Osijeku dva mlina 1864., nešto poslije u Donjem Miholjcu, Cerni, Bjelovaru te paromlin u Senju.







U Virovitici je početkom 1860-ih postojao mlin s tijeskom tjeran parnim strojem u tvornici likera, a u Slavoniji je tada radilo i prvih pet → lokomobila, koji su užetom vukli plugove (parni plugovi) ili gonili vršilice.







Do 1864, kada je u Hrvatskoj bilo 39 parnih strojeva s ukupno 696 KS (518,5 kW), polovica njih se rabila na poljoprivrednim gospodarstvima i u tvornicama prehrambenih proizvoda.

Parni stroj u pilanama

Uvođenjem parnoga stroja u pilane znatno je povećan njihov kapacitet i iskorištavanje šuma. Dok su prosječne pilane na vodni pogon imale godišnji proizvodni kapacitet oko 150 m³ piljene građe, prelaskom na parni pogon proizvodnja je dosezala i do 600 m³ na godinu. Posljedica toga bilo je naglo povećanje izvoza građe; oko 1840. u Podravini se izvozilo 3300 m³ bačvarske građe, a 1860. 82 500 m³, dok je izvoz hrastovih dasaka 1850-ih iznosio četiri milijuna komada na godinu, a 1885. povećan je na 50 milijuna komada. Prvi parni stroj uveden je u pilanu obitelji Velasti i Vilhar u Prezidu 1847., a radio je do 1939. Bio je to uspravan, jednocilindrični, sporohodni parni stroj snage 50 KS (37,2 kW). Zadnji ga je vlasnik darovao Muzeju za umjetnost i obrt, a danas se nalazi u → Tehničkom muzeju Nikola Tesla u Zagrebu. Poslije su parnim strojevima opremljene i pilane u Crnome Lugu (1850), Orahovici (1858), Ravnoj Gori (1861) i Nuštru (1864).

Parni stroj u rudarstvu i metalurgiji

Parni je stroj u proizvodnju željeza prvi put uveden u Engleskoj 1790., a u Hrvatskoj su prvi parni strojevi za vađenje rude iz rudnika te za utiskivanje zraka u visoku peć uvedeni u rudnicima željeza i talionicama u Rudama i u Trgovima 1855. Tim se tehnološkim unapređenjima produktivnost rada u Trgovima povećala 58%, a proizvodnja željeza u Rudama povećala se 287%.

Parni stroj u prometu

Uvođenje parnoga stroja za pogon prometnih sredstava veže se uz parobrode i željeznicu. Parobrodi su se najprije javljali na rijekama, gdje se za pogon nisu mogla rabiti jedra. Prvi parobrod na Dunavu bio je Carolina Antona Bernhardta; trup broda izgrađen je u Belju 1816., a parni stroj od 24 KS ugrađen u Beču 1817; redovita parobrodska veza Beč–Budimpešta uspostavljena je 1830., a prvi parobrod s pogonom od 40 KS (29,8 kW) uplovio je u Sisak 1838. Prvi hrvatski parobrod Sloga kupljen je u Beču 1844. za plovidbu Savom, a imao je pogon od 100 KS (74,5 kW).

Na istočnoj obali Jadrana prvi parobrod na redovitoj pruzi Trst–Venecija uveden je 1818. Prvi morski parobrod izgrađen u našim brodogradilištima bio je Marija Anna, snage 120 KS (89,5 kW). Izgrađen je u Kraljevici 1936. kao prvi parobrod austrijske ratne mornarice; ujedno je bio i prvi parobrod koji je uplovio u riječku luku. Prvi je parobrod registriran u Rijeci kao matičnoj luci tek 1871. Hrvat je bio prvi parobrod izgrađen za domaćega naručitelja. Izgradila ga je riječka tvornica Stabilimento tecnico fiumano 1872 (→ Torpedo) za Prvo hrvatsko pomorsko parobrodarsko društvo iz Senja. Za taj je parobrod ondje proizveden i pogonski parni stroj od 130 KS (97 kW). Ta je tvornica, također za domaćega naručitelja, izgradila i parobrode Vinodol, Union i Liburno. (→ parobrod)







Tvornica Stabilimento tecnico fiumano gradila je velike parne strojeve od sredine 1850-ih, uglavnom za ratne brodove austrijske mornarice. Oni su isprva dosezali snagu od 180 do 280 KS (134,3 do 208,9 kW), a nakon desetak godina gradili su se strojevi i od 800 KS (596,8 kW). Parni strojevi proizvedeni u toj tvornici pokretali su austrijske ratne brodove u Viškoj bitki 1866., a dio se zasluga za pobjedu nad moćnijom talijanskom flotom pripisuje upravo odlikama riječkih pogonskih strojeva. Prvi parni stroj u radionicama riječkog brodogradilišta inženjera Lazarusa (→ Brodogradilište Viktor Lenac) proizveden je 1902.

Parne lokomotive prometuju austrijskim željezničkim prugama od 1838., a u Hrvatskoj od 1860. Pruga Zidani Most–Zagreb–Sisak izgrađena je 1862., a Rijeka je dobila željeznicu 1873. U Hrvatskoj su u razdoblju od izgradnje prvih kilometara željezničkih pruga pa sve do 1988. prometovale 64 serije parnih lokomotiva. Isprva su se proizvodile u Austriji, potom u Mađarskoj, a od 1918. i u Njemačkoj. Prva parna lokomotiva u Hrvatskoj proizvedena je 1926. u ondašnjoj Prvoj jugoslavenskoj tvornici vagona, strojeva i mostova Brod na Savi (→ Đuro Đaković Grupa), kao pojedinačni primjerak za pruge uskoga kolosijeka. Serijska proizvodnja lokomotiva započela je u istoj tvornici 1937., konstrukcijom lokomotiva za pruge normalnoga kolosijeka. Prva od tih lokomotiva nazvana je Sava. Tvornica je do 1964., kada je prekinuta proizvodnja parnih lokomotiva, proizvela velik broj takvih lokomotiva u više uspješnih serija. Parna se vuča na željeznicama održala do 1960-ih, od kada se postupno zamjenjivala električnim i dizelskim lokomotivama, a posljednja je parna lokomotiva povučena iz uporabe 1988. (→ željeznica; lokomotiva)









Visokoškolska nastava

Teorijske i praktične osnove gradnje parnih strojeva u sklopu visokoškolske nastave izučavaju se od osnutka → Mornaričke akademije u Rijeci 1857., gdje se 1866–1917. kontinuirano održavao četverogodišnji studij tehničkih disciplina. Istodobno je u Puli djelovao Mornaričko-tehnički odbor s → Mornaričkom knjižnicom, koji je zapošljavao pedesetak inženjera brodograđevne, strojarske i elektrotehničke struke. Početkom 1880-ih na Nautičkoj školi u Bakru predavao se predmet Nauk o parostroju, kojega je 1882. predavao Andrija Mohorovičić. Parni strojevi proučavali su se i u prvim godinama rada Tehničke visoke škole u Zagrebu (od 1926. Tehnički fakultet). Tako je šk. god. 1922–23. u VII. semestru → Josip Miler držao studentima strojarsko-inženjerskog odjela kolegij Gradnja parnih strojeva, s opsegom četiri sata predavanja i šest sati vježbi na tjedan, te u VIII. semestru kolegij Brodski parni strojevi tri sata predavanja na tjedan. Prema predavanjima izdavala su se i skripta. U to su doba školski laboratoriji bili opremljeni s nekoliko parnih strojeva iz donacija. Miler je bio osnivač i dugogodišnji pročelnik (1921–62) Zavoda za tehničku termodinamiku i toplinske strojeve, koji i danas djeluje na Fakultetu strojarstva i brodogradnje u Zagrebu. Znanja o parnim strojevima iz toga su se zavoda prenosila na druge strojarske fakultete u Hrvatskoj.