बाष्पित्र : (बॉयलर). इंधनाच्या ज्वलनामुळे उत्पन्न होणारी उष्णता बंदिस्त दाबपात्रातील द्रवाला देऊन अखंडपणे दाबयुक्त बाष्प निर्माण करण्याच्या साधनाला बाष्पित्र म्हणतात. पाणी, पारा, डायफिनील, डायफिनील ऑक्साइड इ. विविध पदार्थांचे बाष्प करण्याची बाष्पित्रे उपयोगात आहेत. पृथ्वीवर पाणी मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध असल्यामुळे यांत्रिक ऊर्जेच्या किंवा विद्युत् ऊर्जेच्या उत्पादनाकरिता पाण्याच्या वाफेचा मुख्यतः उपयोग केला जातो. म्हणून पाण्याची वाफ तयार करणाऱ्या बाष्पित्रांचे येथे तपशीलवार वर्णन केले आहे.इंधन म्हणून लाकूड, दगडी कोळसा, खनिज तेल, नैसर्गिक वायू (खनिज इंधन वायू), रासायनिक प्रक्रियेत उत्पन्न होणारा वायूतसेच साखर कारखान्यातील उसाच्या चोयट्या, शहरात जाळण्यासारखा जमाहोणारा केरकचरा यांसारखे पुनर्निर्मितिक्षम इंधन इ. पदार्थाचा उपयोग केला जातो. यांखेरीज इतर प्रक्रियांतील अपशिष्ट उष्ण, द्रव, वायू यांसारखी उप-उत्पादने, उच्च तापमानाची संघनित (द्रवीभवन झालेली) वाफ, अणूकेंद्रीय विक्रियकातून (अणुभट्टीतून) मिळणारी उष्णता, विद्युत् ऊर्जा यांचाही वाफेच्या निर्मितीसाठी उपयोग केला जातो.
इंधन ज्वलनामुळे उत्पन्न होणाऱ्या उष्णतेचा जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेने पाण्याची वाफ करण्याकरिता उपयोग व्हावा म्हणून बाष्पित्राशिवाय जलनलिका भिंती, जलपूर्वतापक, हवापूर्वतापक, अधितापक, पुनर्तापक इ. उपसाधने एकमेकांस जोडून एक संच तयार करतात. ह्या संचास ‘बाष्पजनित्र’ असे म्हणतात. दाबपात्र, अभिसरण नलिका व अधितापक ह्या दाबयुक्त मागांना मिळून ‘बाष्पित्र’ (किंवा वाफक) असे म्हणतात.
उच्च दाबाची व तापमानाची वाफ ⇨ टरबाइनाद्वारे यांत्रिक व विद्युत ऊर्जा निर्माण करण्याकरिता तसेच जहाजे, आगगाडी यांसारखी वाहने चालविण्याकरिता वापरतात. मध्यम किंवा कमी दाबाची वाफ रासायनिक प्रक्रियेमध्ये किंवा इतर प्रक्रियांत उष्णतेचा उद्‌गम म्हणून वापरतात. थंड प्रदेशात घरातून उबदारपणा येण्याकरिता वाफेचा उपयोग केला जातो.
इतिहास व विकास : ॲलेक्झांड्रिया येथील हीरो (इ. स. दुसरे वा तिसरे शतक) ह्या ग्रीक अभियंत्यांनी बंद भांड्याखाली विस्तव ठेवून प्रथम पाण्याची वाफ केली व त्यावर एक लहानसे टरबाइन चालवून दाखविले. इ. स. १७७४ पर्यंत अशाच तऱ्हेने वाफ तयार करीत असत परंतु या पद्धतीने निर्माण होणाऱ्या वाफेचा दाब नगण्य असल्यामुळे त्यापासून यांत्रिक शक्ती निर्माण करता आली नाही. खेळणी तयार करण्याइतकाच या पद्धतीचा मर्यादित रूपात उपयोग होत असे. जेम्स वॉट (१७३६ – १८१९) या इंग्लिश अभियंत्यांनी लोखंडाची दंडगोल आकाराची एक टाकी (दाबपात्र) तयार केली. विटांच्या भिंती बांधून अरुंद अशी भट्टी तयार केली व त्यावर टाकी ठेवून भट्टीमध्ये लाकूड व दगडी कोळसा जाळून पाण्याची वाफ तयार केली. यात टाकीच्या गोलाकार सपाट पृष्ठभागांना आधार द्यावे लागत. टाकीचे सांधे रिव्हेटांनी जोडलेले होते. १८२० सालापर्यंत वॉट यांच्या रचनेची बाष्पित्रे प्रचारात होती. त्यांत तयार होणाऱ्या वाफेचा दाब ०.७ किग्रॅ./सेंमी.२ इतका असे व त्यापासून यांत्रिक शक्ति निर्माण करणे शक्य झाले. त्यामुळे जगातील पहिल्या औद्योगिक क्रांतीस सुरुवात झाली. १८२० मध्ये ऑलिव्हर एव्हान्झ ह्या अमेरिकन अभियंत्यांनी व रिचर्ड ट्रेव्हिथिक ह्या इंग्लिश अभियंत्यांनी स्वतंत्रपणे वॉट बाष्पित्राच्या रचनेत बदल केला. दाबपात्राच्या दोन्ही बाजूंचे सपाट पृष्ठभाग एका लहान आकारमानाच्या नळाने-भट्टीनळाने-जोडले. या भट्टीनळाचा व्यास दाबपात्राच्या व्यासाच्या एक तृतीयांश इतका असे. भट्टीनळाच्या पुढच्या बाजूस विस्तवाच्या जाळीची रचना केली होती. तिच्यावर दगडी कोळसा जाळून तप्त वायू भट्टीनळीतून पाठीमागल्या बाजूस नेऊन धुराड्याद्वारे सोडलेले होते. यामुळे दाबपात्राच्या सपाट पृष्ठभागांना आधार मिळाला व तापन पृष्ठातून (पाणी एका बाजूला व तप्त वायू दुसऱ्या बाजूला असलेल्या दाबपात्राच्या पृष्ठभागातून) उष्णता संवहन होऊ लागले. त्यानंतरची सुधारणा म्हणजे भट्टीनळातून तप्त वायू बाष्पित्राच्या मागच्या बाजूस गेल्यानंतर वीटांच्या धूममार्गातून दाबपात्राच्या खालून बाष्पित्राच्या पुढल्या बाजूला आणले गेले आणि दाबपात्राच्या बाजूच्या धूममार्गातून बाष्पित्राच्या पाठीमागे नेले गेले (आ. १). एका भट्टीनळाच्या ऐवजी दोन भट्टीनळ वापरून तापन पृष्ठ वाढविण्यात आले. बाष्पित्राची दाबक्षमता ३ ते ६ किग्रॅ./सेंमी.२ इतकी वाढविता आली. एकोणिसाव्या शतकाच्या सुरुवातीस बाष्पित्रातील वाफेचा दाब १० ते १२ किग्रॅ./सेंमी.२ इतका वाढविणे शक्य झाले. लहान आकारमानाच्या अनेक नळ्यांतून-धूमनलिकांतून (नलिकांच्या बाहेर पाणी व आत तप्त वायू) तप्त वायू खेळवून तापन पृष्ठ वाढविले गेले परंतु भट्टीची स्वतंत्र व्यवस्था करावी लागली (आ. २). धूमनलिका बाष्पित्राची कार्यक्षमता तसेच वाफेचा दाब मर्यादित असतो.
एकोणिसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात नलिकांच्या आत पाणी व बाहेर तप्त वायू अशी रचना केल्यास वाफेचा दाब वाढविता येईल असे दिसून आले परंतु पाण्याचे अभिसरण करण्याची समस्या निर्माण झाली. अभिसरण चांगले न झाल्यास काही भाग कोरडे पडून ते फुटण्याची शक्यता असते. त्याकरिता अनेक समांतर नलिका बाष्पित्राच्या मागील बाजूस कलत्या ठेवून अभिसरणाची समस्या सोडविण्यात आली. अशा बाष्पित्राला जलनलिका बाष्पित्र असे म्हणतात. जलनलिकांच्या आत पाणी व बाहेर तप्त वायू असतात. १८६७ मध्ये बॅबकॉक अँड विलकॉक्स या इंग्लिश कंपनीने असे जलनलिका बाष्पित्र प्रथम तयार केले (आ. ४). पुढे १८९३ नंतर एक किंवा अनेक दाबपात्रे असलेली व वक्रनलिकांनी एकमेकांस जोडलेली अशी रचना प्रचारात आली (आ.५). त्यामुळे बाष्पित्राची कार्यक्षमता आणि वाफेचा दाब वाढविता येऊ लागला.
बाष्पित्राचा विकास हा ⇨ वाफ एंजिन व ⇨ वाफ टरबाइन यांच्या विकासाशी निगडित आहे. जसजशी यांत्रिक किंवा विद्युत् ऊर्जेची मागणी वाढू लागली तसतशी टरबाइने मोठ्या आकारमानाची (कार्यशक्तीची) बनविण्याची जरूरी भासू लागली. टरबाइनाला वाफ पुरविणाऱ्या बाष्पित्राचा वाफ निर्मितीचा ताशी वेग वाढविण्याची मागणी वाढू लागली. तसेच उच्च दाब व उच्च तापमान असलेल्या वाफेपासून जास्त शक्तीचे उत्पादन होऊ शकत असल्यामुळे उच्च-दाबाची व उच्च तापमानाची वाफ उत्पादन करणारी बाष्पित्रे प्रचारात आली. आधुनिक बाष्पित्रात २६० किग्रॅ./सेंमी.२ इतका दाब आणि ५३८° सें. इतके तापमान असलेली वाफ मिळू शकते. तसेच दर तासास ३०,००,००० किग्रॅ. इतकी वाफ उत्पादनक्षमता असते. भट्टीमधील प्रदीप्त इंधनातील प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जा) पद्धतीने मिळणाऱ्या उष्णतेचा उपयोग करण्याकरिता भट्टीच्या भिंतीमध्ये किंवा आतील बाजूस जलनलिकांचे जाळे बसवितात. त्यामुळे पाण्याला मिळणाऱ्या उष्णतेपैकी ८०% उष्णता जलनलिकायुक्त भिंतीमध्ये मिळते. या रचनेमुळे बाष्पित्राची वाफ निर्मितिक्षमता वाढविता आली (आ. ७).
जलनलिका बाष्पित्रात पाण्याच्या तापमानातील फरकामुळे नैसर्गिक अभिसरण होते परंतु वाफेचा दाब १०६ किग्रॅ./सेंमी.२ पेक्षा जास्त झाल्यावर पंपाने प्रेरित अभिसरण करावे लागते. प्रेरित अभिसरण बाष्पित्रात दोन प्रकार असतात. एका प्रकारात पंपाने पाणी खेळते ठेवले जाते. दुसऱ्या प्रकारात जलनलिकांच्या एका टोकाला पाणी शिरते व दुसऱ्या टोकाला वाफ मिळते. म्हणजे अभिसरण एकदिशी असते. दुसऱ्या प्रकारात क्रांतिक बिंदूला (ज्या दाबाला व तापमानाला एखाद्या पदार्थाच्या समतोल असलेल्या प्रावस्था-येथे द्रवरूप पाणी व वाफ-एकरूप होतात त्या दाबाला व तापमानाला येथे दाब २२५.६६) किग्रॅ./सेंमी.२ व तापमान १७४.११° से.) असणाऱ्या दाबापेक्षा जास्त दाब असलेली मोठी बाष्पित्रे तसेच कमी दाबाची (१५ किग्रॅ./सेंमी.२) लहान बाष्पित्रे प्रचारात आहेत. प्रेरित अभिसरण बाष्पित्रात तो चालू केल्यापासून ३ ते १० मिनिटांच्या आत वाफ मिळू शकते. इतर बाष्पित्रांच्या बाबतीत हाच वेळ ३० ते ६० मिनिटे असतो.
दुसऱ्या महायुद्धात वाफेवर चालणाऱ्या लहान शक्ती संयंत्राची (शक्ती उत्पादन करणाऱ्या यंत्रसंचाची) जरूरी निर्माण झाली. त्यामुळे ७५ ते १०० किवॉ. इतक्या कार्यशक्तीची, जागेवर थोड्या वेळात जोडता येण्यासारखी तसेच वहनसुलभ व स्वयंचलित अशा बाष्पित्रांची निर्मिती सुरू झाली. लहान आकारमानाच्या बाष्पित्रात जास्त वाफ निर्मितिक्षमता आणण्याकरिता पाण्याचे पंपाने अभिसरण केले जाते. इंधन म्हणून खनिज तेल वापरले जाते. बाष्पित्रावरील कार्यभाराप्रमाणे वाफेचा दाब बदलतो. जास्त वाफ वापरल्यास दाब कमी होतो. म्हणून दाबानुसार हवा व इंधन तेल यांच्या संभरणावर स्वयंचलित नियंत्रण यंत्रणा बसविलेली असते. बाष्पित्राचे दाबपात्र, नियंत्रण यंत्रणा, संभरण पंप, तेलाची टाकी इ. सर्व उपकरणे एका तळपाटावर बसविलेली असतात. संपूर्ण यंत्रणा कारखान्यात जुळवून तिची चाचणी घेतली जाते. संपूर्ण यंत्रणा प्रत्यक्ष जागेवर नेऊन एका दिवसाच्या आत कार्यान्वित करता येते. अशा बाष्पित्रास संकलित बाष्पित्र असे म्हणतात (आ. ४). दर तासास ४५,००० किग्रॅ. वाफनिर्मितिक्षमता व १४० किग्रॅ./सेंमी.२ दाब असलेली या प्रकारची बाष्पित्रे उपलब्ध आहेत.
एकदिशी प्रेरित अभिसरण असलेले व मळसूत्राकार जलनलिका असलेले बाष्पित्र आ. ६ मध्ये दाखविले आहे. यातील सर्व यंत्रणा स्वयंचलित आहे. इंधन म्हणून खनिज तेल वापरतात. हे बाष्पित्र चालू केल्यापासून तीन मिनिटांत वाफ मिळू शकते. दर तासास ३,५०० किग्रॅ. वाफ निर्मिती व १५ किग्रॅ./सेंमी.२ दाब इतकी कार्यक्षमता असलेली या प्रकारची बाष्पित्रे उपलब्ध आहेत.
ज्या ठिकाणी विद्युत् पुरवठा मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध असतो व प्रक्रियेकरिता किंवा इतर उपयोगाकरिता थोड्या प्रमाणात वाफेची जरूरी असते, अशा ठिकाणी विद्युत बाष्पित्र वापरतात. तीन विद्युत् कलांची [⟶ प्रत्यावर्ती विद्युत प्रवाह] तीन विद्युत् अग्रे व चौथे निर्विद्युत् अग्र अशी चार अग्रे बाष्पित्राच्या पाण्याच्या टाकीत असतात. विद्युत् प्रवाहामुळे पाणी तापते आणि वाफ तयार होते. या बाष्पित्रात उष्णता संक्रमणाची कार्यक्षमता जवळजवळ १००% असते. त्याला धुराड्याची जरूरी लागत नाही. तसेच त्याचे कार्य प्रदूषणविरहीत असते. वाफेचा साठा करण्याची सोय करून कारखान्यातील विद्युत् कार्यभार कमी असलेल्या वेळी वाफनिर्मिती केल्यास खर्चात बचत करता येते.
अणुकेंद्रिय विक्रियकात निर्माण होणाऱ्या प्रचंड उष्णतेचा उपयोग पाण्याची वाफ करण्याकरिता करतात. वाफेवर टरबाइन चालवून यांत्रिक शक्ती निर्माण करतात. [⟶ अणुकेंद्रीय अभियांत्रिकी].
आगगाडीवरील बाष्पित्र धूमनलिका प्रकारचे असते. त्याच्या आकारमानावर (लांबी, रुंदी व उंची यांवर) रूळांमधील अंतर, बोगद्यांची उंची इ. कारणांमुळे मर्यादा येते. तसेच आगगाडीसाठी वाफेचे इंजिन वापरत असल्यामुळे उच्च दाबाची वाफ वापरत नाहीत. साधारणपणे २० किग्रॅ./सेंमी.२ इतका दाब असतो. इंधन म्हणून दगडी कोळसा वापरतात.
जहाजावरील बाष्पित्राचा विस्तार व वजन कमी असावी लागतात. जहाजाचे वादळातील दोलन सहन करू शकेल अशी त्याची बांधणी असावी लागते. जहाजे चालविण्यासाठी वाफेचा उपयोग एकोणीसाव्या शतकाच्या प्रारंभी होऊ लागला. त्या शतकाच्या उत्तरार्धात वापरात असलेली बाष्पित्रे धूमनलिका प्रकारची होती व ती १० ते १५ किग्रॅ./सेंमी.२ दाबाची वाफ देऊ शकत. या बाष्पित्रांकरिता समुद्राचे पाणी व इंधन म्हणून दगडी कोळसा वापरीत. विसाव्या शतकाच्या प्रारंभापासून वाफ टरबाइने वापरात येऊ लागल्यावर जलनलिका बाष्पित्रे जहाजांकरिता वापरली जाऊ लागली. त्यात इंधनासाठी खनिज तेलाचा उपयोग होऊ लागला. आधुनिक जहाजांमधील बाष्पित्रातील वाफेचा दाब वातावरणीय दाबाच्या ६० पट व तापमान ४५०° से. सामान्यतः असते. काही लढाऊ जहाजांवर वाफेचा दाब वातावरणीय दाबाच्या ८० पट व तापमान ५००° से. पर्यंत असलेली बाष्पित्रे वापरण्यात येतात. प्रचालन यंत्रणेस वाफ पुरविणाऱ्या बाष्पित्राशिवाय जहाजावर आणखी दोन उपबाष्पित्रे असतात. एकाने आनुषंगिक यंत्रे व विद्युत् जनित्रे चालविण्यासाठी वाफ पुरविली जाते. दुसऱ्याने स्वयंपाक वगैरेसाठी वाफेचा व गरम पाण्याचा पुरवठा केला जातो. प्रचालनासाठी अंतर्जलन – एंजिन (ज्यातील सिलिंडरातच इंधनाचे ज्वलन होते असे एंजिन) वापरलेले असेल, तर त्याच्या निष्कासित (ज्वलन होऊन बाहेर टाकलेल्या) उष्ण वायूवर अथवा स्वतंत्रपणे खनिज तेलावर ही उपबाष्पित्रे चालविण्यात येतात. उपबाष्पित्रे प्रायः लहान आकारमानाची व धूमनलिका प्रकारची असतात.
महत्त्वाची मंडले : बाष्पित्रात पुढील तीन मंडले महत्त्वाची असतात : (१) जल-वाफ मंडल (२) इंधन मंडल व (३) हवा – धूम मंडल.
जल-वाफ मंडल : नैसर्गिक पाण्यामध्ये विद्रुत (विरघळणारे) पदार्थ व वायू, अविद्राव्य (न विरघळणारे) पदार्थांचे संधारित (लोंबकळत असलेले) कण असतात. असे पाणी बाष्पित्राततापविल्यावर त्यातील मल पदार्थांमुळे तापन पृष्ठावर पुटे बसतात व त्यामुळे उष्णता संक्रमण कमी होते. तसेच पुटाचा थर जास्त जाड झाल्यास स्थानिक तापमान जास्त होऊन बाष्पित्राचा एखादा भाग फुटण्याचा धोका निर्माण होतो. याखेरीज जसजशी वाफ तयार होते तसतसे पाण्यातील विद्रुत पदार्थांचे प्रमाण वाढत जाते. याकरिता वेळोवेळी बाष्पित्रातील पाणी उत्सर्जन झडपेतून काढून टाकावे लागते व त्यामुळे बाष्पित्राची कार्यक्षमता कमी होते. टरबाइनाच्या पात्यांचे वाफेतील विद्रुत पदार्थांमुळे नुकसान होते. धूमनलिका बाष्पित्रात पाण्याची गुणवत्ता काटेकोरपणे नियंत्रित करणे जरूर नसते परंतु आधुनिक उच्च दाब व उच्च तापमान असलेल्या बाष्पित्रात पाण्याची शुद्धता दहा लक्ष भागात एक इतकी असावी लागते आणि त्याकरिता नैसर्गिक पाणी रासायनिक प्रक्रियेने शुद्ध करण्याची यंत्रणा आवश्यक असते.
बाष्पित्र-टरबाइन या संयंत्रात टरबाइनामधून निष्कासित वाफ संघनकात (वाफेचे द्रवीकरण करणाऱ्या साधनात) संघनित करतात. संघनित जल बाष्पित्रात संभरण जल म्हणून वापरले जाते. हे संघनित जल शुद्ध असते, परंतु त्यात वंगण तेल मिसळलेले असते. संघनित जल बाष्पित्रात वापरण्यापूर्वी तेल अलग करण्याकरिता यंत्रणा असते. बाष्पित्र-जनित्र व टरबाइन संयंत्रात जागोजागी वाट झरत असते तसेच उत्सर्जन करताना पाणी वाया जाते. म्हणून संघनित जल बाष्पित्राला संभरणाकरिता कमी पडते. त्याची भरपाई करण्याकरिता नैसर्गिक पाणी शुद्ध करून वापरले जाते.
संभरण पंप पश्चाग्र गतीने (ज्यांतील दट्ट्याची गती पुढे-मागे अशी सरळ रेषेत होते असे) किंवा एक वा अनेक टप्प्यांचे परिभ्रमी गतीचे असतात. वाफेवर चालणारा अंतःक्षेपकही (संभरण जलाचा झोतप्रवाह बाष्पित्रात सोडणारे साधनही) वापरतात. दाबपात्रात पाणी जाण्यापूर्वी ते जल-पूर्वतापकामधून जाते. जल-पूर्वतापक धूममार्गामध्ये हवा-पूर्वतापक व बाष्पित्र यांमध्ये बसवितात. जल-पूर्वतापकाच्या रचनेत नळ्यांमधून पाणी व बाहेर तप्त वायू असतात. जल-पूर्वतापकात बाष्पित्राच्या निष्कास धूमातून काही उष्णता शोधून घेतल्यामुळे बाष्प-जनित्राची कार्यक्षमता वाढते.
ज्या बाष्पित्रामध्ये जलनलिका भिंतीत असतात, त्यात पाण्याचा मार्ग जल-पूर्वतापकापासून भट्टीच्या भिंतीतील जलनलिकांमधून दाबपात्रात असा असतो. जलनलिकायुक्त भिंती नसल्यास हा मार्ग जल-पूर्वतापक ते दाबपात्र असा असतो. भट्टीतील प्रारित उष्णतेमुळे भिंतीमधील जलनलिकांमध्ये वाफ तयार झालेली असते. दाबपात्रात पाण्याच्या पातळीवर वाफ जमा होते. जलनलिका बाष्पित्रातील जलनलिकांमधून नैसर्गिक अभिसरण होत असते. प्रेरित एकदिशी बाष्पित्रात दाबपात्र नसते. दाबपात्रातील वाफ एका झडपेतून अधितापकाकडे (वाफेचे तापमान तिच्या संतृप्ती तापमानापेक्षा म्हणजे ती त्या पाण्यापासून तयार झालेली आहे त्याच्या तापमानापेक्षा अधिक करणाऱ्या साधनाकडे) नेली जाते. झडपेतून वाफ सोडण्यापूर्वी वाफेतील पाणी अलग करावे लागते. त्याकरिता दाबपात्रात विविध वाफ विलगक साधने वापरतात. तसेच पाण्यातील काही विद्रुत पदार्थ वाफेबरोबर राहतात व ते काढून टाकण्याकरिता वाफ प्रक्षालक उपकरण असते. त्यामुळे शुद्ध कोरडी वाफ अधितापकाकडे जाते. अधितापकात वाफ नळ्यांच्या आत व तप्त वायू बाहेर अशी रचना असते. अधितापक भट्टीच्या प्रदीप्त भागात किंवा जलनलिकांच्या संचामध्ये बसवितात. प्रदीप्त भागात बसविल्यास वाफेला प्रारण पद्धतीने उष्णता मिळते, तसेच जलनलिकांच्या संचात बसविल्यास संनयन पद्धतीने (माध्यमातील कणांची प्रत्यक्ष हालचाल होऊन ऊष्णतेचे वहन होण्याच्या पद्धतीने) उष्णता मिळते. अधितापित वाफेच्या तापमानाचे नियंत्रण करण्याकरिता वर दिलेल्या दोन्ही ठिकाणी दोन अधितापक बसवून ते एकमेकांस जोडतात. स्वयंचलित यंत्रणा बसवून पाण्याचा फवारा अधितापित वाफेत मिसळूनही अधितापित वाफेच्या तापमानाचे नियंत्रण करता येते. बाष्पित्राच्या मुख्य झडपेतून अधितापित वाफ टरबाइनामध्ये यांत्रिक शक्तीच्या उत्पादनाकरिता नेली जाते.
टरबाइनामध्ये कार्य केल्यावर वाफ संघनकात संघनित केली जाते. संघननाने तयार झालेले पाणी बाष्पित्रात संभरण जल म्हणून वापरले जाते. टरबाइनामध्ये वाफेतील उष्णता ऊर्जा खर्ची पडून यांत्रिक शक्ती उत्पन्न होते. त्यामुळे वाफेचे तापमान कमी होते व एका विशिष्ट स्थितीला वाफ सजल (आर्द्र) होते. वाफेतील पाण्याच्या अंशामुळे टरबाइनाच्या पात्याची झीज होते व पाती बदलावी लागतात म्हणून वाफ सजल होण्याच्या आधीच्या टप्प्याला वाफ पुन्हा बाष्पित्राच्या धूममार्गातील पुनर्तापकात नेऊन वाफेचे तापमान अधितापित वाफेच्या जवळपास आणतात. त्यानंतर टरबाइनाच्या राहिलेल्या टप्प्यातून वाफ प्रसरण पावून यांत्रिक शक्ती उत्पन्न करते [⟶ वाफ टरबाइन]. तसेच टरबाइनाच्या एका किंवा अनेक टप्प्यांतून वाफ काढून घेऊन ती संभरण जल तापविण्याकरिता वापरतात. त्यामुळे बाष्प-जनित्र व टरबाइन या संयंत्राची कार्यक्षमता वाढते.
बाष्पित्रात पाण्याचा पुरवठा संभरण झडपेतून केला जातो. ही झडप एकमार्गी असते. तिच्यातून पाणी दाबपात्रात जाऊ शकते परंतु उलटे परत येऊ शकत नाही. लहान बाष्पित्रात संभरण जलाचे नियंत्रण हाताने करतात व दाबपात्रातील पाण्याची पातळी दर्शविण्याकरिता बाष्पित्राच्या दर्शनी भागावर जल-पातळी निर्देशक असतो. तसेच धोक्याच्या परिस्थितीत बाष्पित्र परिचराला (देखभाल करणाऱ्या माणसाला) सूचना देण्याकरिता भोंगा वाजण्याची व्यवस्था असते. पाण्याची पातळी जास्त झाल्यास किंवा कमी झाल्यास भोंगा वाजून बाष्पित्र परिचराला इशारा मिळतो. आधुनिक मोठ्या बाष्पित्रात संभरण जलाचे नियंत्रण बाष्पित्र कार्यभाराशी निगडित अशा स्वयंचलित यंत्रणेने केले जाते.
इंधन मंडल : घन, द्रव व वायू असे तिन्ही प्रकारचे पदार्थ इंधन म्हणून वापरले जातात. इंधनाचे क्षेपण करण्याच्या पद्धती, भट्ट्या व त्यांची उष्णता निरोधक आवरणे यांचा समावेश इंधन मंडलात केला जातो. दगडी कोळसा हे इंधन मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध असल्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर विद्युत् निर्मिती करणाऱ्या औष्णिक बाष्पित्रात कोळशाचा उपयोग करतात. दगडी कोळशांपासून तयार केलेल्या कोकचा वापरही करतात. लहान भट्टीनळ बाष्पित्रातील विस्तव जाळीतील रचना आ. १ मध्ये दाखविली आहे. भट्टीनळाच्या पुढच्या तोंडाला दरवाजा असतो व त्यातून भट्टीत येणाऱ्या हवेचे नियंत्रण करता येते. विस्तव जाळीच्या रचनेत कोळसा वरच्या बाजूस व खालून हवा येण्याची व्यवस्था असते. खालून येणारी हवा कोळशातील बद्ध कार्बन जळण्याकरिता उपयोगी पडते. कोळसा जळू लागल्यावर त्यातील बाष्पनक्षम भागाचे बाष्पीभवन होते. ह्या बाष्पनक्षम भागाच्या ज्वलनाकरिता कोळशाच्या वरच्या भागात भट्टीमध्ये हवा पुरविली जाते. खालून येणाऱ्या हवेस ‘प्राथमिक हवा’ व वरून पुरविलेल्या हवेस ‘पूरक हवा’ म्हणतात.
ज्या वेळी प्रती तासास लागणारी कोळशाची राशी कमी असते त्या वेळी कोळसा हाताने भट्टीत टाकतात. कोळशाचा थर विस्तव जाळीच्या क्षेत्रफळावर सारख्या जाडीचा असल्यास ज्वलन पूर्ण होण्यास मदत होते. मोठ्या बाष्पित्रास लागणाऱ्या कोळशाची राशी मोठी असते म्हणून यांत्रिकक्षेपक उपयोगात आणतात. एक प्रकारचा क्षेपक आ. ४ मध्ये दाखविला आहे. पुढील भागी कोळसा एक नसराळ्याच्या आकाराच्या पात्रात साठविला जातो. त्यातून नियंत्रित दराने कोळसा साखळीसारख्या जाळीवर पडतो. ही साखळी जाळी एका अखंड पट्ट्यासारखी विस्तव जाळी असते आणि ती विद्युत चलित्राने (मोटरने) मंदगतीने (मिनिटास ३० सेंमी.) फिरत असते. जसजसा कोळसा भट्टीमध्ये पुढे पुढे जातो तसतसा तो जळत जातो. मागील बाजूस जाईपर्यंत तो पूर्ण जळून जातो. कोळशातील राख मागील बाजूने एका नसराळ्यातून भट्टीच्या खाली जमा होते. साखळी जाळी एका पत्र्याच्या बंद आवरणात बसविलेली असते व त्या आवरणातून हवेचा पुरवठा केला जातो. साखळी जाळीचा वेग व हवेचा पुरवठा यांचे स्वयंचलित यंत्रणेने नियंत्रण करता येते. भट्टीच्या खाली जमा झालेली राख अखंड पट्ट्यावरून किंवा ढकलगाडीतून एकत्र जमा केली जाते.
वर दिलेल्या क्षेपण पद्धतीत कोळशाचे लहान लहान (२५ ते ४० मिमी. पर्यंत) तुकडे वापरतात म्हणून त्यांचे संपूर्ण ज्वलन होत नाही. काही कोळसा राखेबरोबर वाया जातो परंतु कोळशाचे चूर्ण करून ज्वालकातून हवा मिश्रित सूक्ष्म कण भट्टीमध्ये फेकल्यास लगेच भट्टीतील वातावरणामुळे पेट घेतात. संपूर्ण ज्वलनास लागणारी हवा जास्त लागत नाही व त्यामुळे बाष्पित्राची कार्यक्षमता वाढते. ज्वालक भट्टीच्या भिंतीमध्ये बसवतात. भिंतीमध्ये बसविण्याची जागा अशा तऱ्हेने निवडतात की, त्यामुळे चक्राकार गती निर्माण होऊन इंधनाचे संपूर्ण ज्वलन होते. तसेच बाष्पित्रावरील कार्यभारानुसार इंधनाच्या राशीचे नियंत्रण करणे सोयीचे होते. कोळशाचे चूर्ण करण्याकरिता तसेच ते चाळण्याकरिता यंत्रे उपलब्ध आहेत.
द्रवरूप व वायुरूप इंधने जाळण्याकरिता विविध प्रकारचे ज्वालक वापरतात. ह्या दोन्ही प्रकारच्या इंधनात राख जवळजवळ नसते व इंधनाचे नियंत्रण करणे सोपे असते आणि संपूर्ण ज्वलन होत असल्यामुळे बाष्पित्राची कार्यक्षमता जास्त असते.
इंधनाचा प्रकार व प्रती तासास जाळण्याची जरूरी असलेली इंधनाची राशी यांवर भट्टीचा आकार व तिचे आकारमान अवलंबून असतात. भट्टीच्या भागात दर तासास प्रती घन मीटरास कोळशाचे चूर्ण वापरल्यास २५० ते १,००० किवॉ. आणि तेल व वायू इंधन म्हणून वापरल्यास ८०० ते १,६०० किवॉ. इतकी उष्णता उत्पन्न होऊ शकते, भट्टीमध्ये जलनलिका अधितापक, पुनर्तापक, दाबपात्र किंवा दाबपात्रे बसविण्याकरिता जागा असावी लागते. तसेच धूममार्ग जास्त लांब करण्याकरिता व तप्त वायू इच्छित मार्गाने धूममार्गातून जाण्याकरिता भट्टीत अटकाव घालतात.
भट्टीची जागा बंद करण्याकरिता आगविटांच्या (न वितळता उच्च तापमानाला टिकून राहणाऱ्या पदार्थांच्या विटांच्या) भिंती बांधतात. भट्टीच्या आतील बाजूस प्रदीप्त वातावरण (२,०००° से. तापमान) व बाहेर वातावरणीय तापमान (३०°-५०° से.) असते. आतील बाजूस उच्च तापमानाला टिकणाऱ्या आगविटा लावतात, तर बाहेरच्या बाजूस साध्या विटा चालू शकतात. आगविटा तापसह (उच्च तापमान सहन करू शकणारी) माती, सिलिका, केओलीन, अल्युमिना इ. पदार्थांच्या करतात. त्यांची तापमान सहन करण्याची क्षमता निरनिराळी असते. भट्टीच्या आतील बाजूच्या आगविटांचे तापमान कमी करण्याकरिता जलनलिकायुक्त भिंती वापरतात. सर्वांत आतील विटांच्या थराच्या पाठीमागे पोकळी ठेवून तीतून थंड हवेचे अभिसरण करण्याची पद्धतही वापरतात. मोठ्या आकारमानाच्या बाष्पित्रातील भट्टीचे आकारमान खूपच मोठे असते व त्यामुळे भिंतीना आधार देण्याकरिता पोलादी संरचना वापरतात. पुढे दिलेल्या विविध बाष्पित्रांच्या आकृतींवरून त्यांतील भट्ट्यांच्या रचनेची कल्पना येईल.
हवा-धूम मंडल : इंधनाच्या ज्वलनाकरिता ऑक्सिजनाची जरूरी असते. ऑक्सिजनाचा पुरवठा हवेतून केला जातो. रासायनिक दृष्ट्या इंधनातील ज्वलनक्षम भागाचे संपूर्ण ज्वलन होण्याकरिता लागणाऱ्या ऑक्सिजनाची राशी काढता येते व तीवरून हवेची राशी काढता येते. प्रत्यक्षात संपूर्ण ज्वलन होण्यासाठी लागणारी हवेची राशी रासायनिक ज्वलनाकरिता लागणाऱ्या हवेच्या राशीपेक्षा १० ते ५०% इतकी जास्त असते. जास्तीच्या हवेचे प्रमाण इंधनाचा प्रकार व क्षेपण पद्धती यांवर अवलंबून असते. घन इंधनांना हवा जास्त लागते. चूर्णीकृत घन इंधनांना ती कमी लागते, तसेच द्रवरूप व वायुरूप इंधनांनाही कमी लागते. वातावरणातील हवा हवा-पूर्वतापकात तापविल्यास तप्त वायूतील काही उष्णता वापरल्यामुळे खर्चात बचत होते तसेच बाष्प-जनित्राची कार्यक्षमता वाढते. तप्त हवेचा पुरवठा प्राथमिक व पूरक अशा तऱ्हेने दोन ठिकाणी केला जातो.
भट्टीमध्ये हवा सतत येण्याकरता वातावरणीय हवेचा दाब व भट्टीमधील वातावरणाचा दाब यांमध्ये फरक असावा लागतो. हा फरक नैसर्गिक वा कृत्रिम पद्धतीने उत्पन्न करतात. धुराड्यातील हवा उष्ण असल्यामुळे तिचा दाब वातावरणातील हवेच्या दाबापेक्षा कमी असतो म्हणून भट्टीच्या दरवाज्यातून हवा आत शिरून धुराड्यातून बाहेर जाते. नैसर्गिक पद्धतीने उत्पन्न झालेला प्रवाह अनियमित असतो म्हणून आधुनिक बाष्पित्रात कृत्रिम पद्धतीचा अवलंब करतात. धुराड्याच्या तळाशी पंखा बसवून हवा भट्टीतून आत ओढून घेण्याची एक पद्धत व भट्टीच्या पुढील बाजूस पंखा बसवून हवा आत ढकलण्याची अशी दुसरी पद्धत प्रचारात आहे परंतु ह्या दोन्ही पद्धतीतील दोष काढून टाकण्याकरिता दोन पंखे (एक पुढे व दुसरा धुराड्याच्या तळाशी) वापरून संतुलित दाब निर्माण करण्याची पद्धत जास्त प्रचारात आहे. आगगाडीच्या बाष्पित्रात एंजिनातील निष्कासित वाफ वापरून हवेचा प्रवाह निर्माण करतात.
हवा व इंधन यांचे मिश्रण भट्टीत झाल्यावर इंधनाच्या ज्वलनामुळे भट्टीमध्ये उष्णता ऊर्जा निर्माण होते. भट्टीतील जलनलिकायुक्त भिंती, दाबपात्राचा काही भाग, अधितापक व काही जलनलिका यांना प्रारित उष्णता मिळते. जलनलिकांच्या बाहेरून तप्त वायू वाहत असतात व आतील बाजूला पाण्याचा प्रवाह असतो. ह्या ठिकाणी संनयन पद्धतीने उष्णता मिळते. संनयन पद्धतीचे उष्णता संक्रमण पाणी व तप्त वायू यांचा सापेक्ष वेग व दिशा तसेच तापन पृष्ठभागाची स्थिती यांवर अवलंबून असते. पृष्ठभागावर पुटे किंवा काजळी असता कामा नये. मधून मधून तापन पृष्ठभागावरील पुटे काढून टाकावी लागतात. बाष्पित्र चालू असताना काजळी साफ करण्याकरिता विशेष यंत्रणा असते. लहान बाष्पित्रात बाष्पित्रातील वाफ याकरिता वापरतात. मोठ्या बाष्पित्रात कमी दाबाची वाफ तयार करण्याकरिता स्वतंत्र उपबाष्पित्र असते. काजळी साफ करण्याच्या फुंकण्या बाष्पित्राच्या विविध भागात बसवितात. ह्या फुंकण्या वाफेवर किंवा हवेवर चालतात आणि त्या विशिष्ट कालावधीत कार्यान्वित करण्याची स्वयंचलित यंत्रणा असते.
तप्त वायूंचा प्रवाह भट्टीपासून निघून अधितापक, पुनर्तापक, जल-पूवर्तापक व हवा-पूवर्तापक यांमधून धुराड्यातून वातावरणात टाकला जातो. इंधन म्हणून कोळसा वापरल्यास तप्त वायूबरोबर धूळ व राखेचे कण असतात म्हणून धुराड्याच्या तळाशी धूळ-राख विलगक बसवितात. त्यामुळे वाफनिर्मिती केंद्राच्या आजबाजूच्या परिसरात राख पडून प्रदूषण होत नाही.
संरक्षक साधने व मापन उपकरणे : बाष्पित्राच्या कार्यात उपयुक्त अशी काही संरक्षक साधने व मापन उपकरणे वापरतात. पाण्याचा साठा दाबपात्रात असतो व पाण्याची पातळी दाखविण्याकरिता जल-पातळी निर्देशक असतो. मोठ्या बाष्पित्रात दूरवर्ती संवेदक साधनाच्या साहाय्याने पातळी निश्चित करून उपकरण फलकावर दर्शविली जाते. वाफेचा दाब व तापमान दाखविणारी उपकरणे असतात. वाफेचा दाब पूर्वनियोजित दाबापेक्षा जास्त झाल्यास उघडणारी दाब संरक्षक झडप असते. झडप उघडल्याने वाफ वातावरणात जाते व दाबपात्रातील दाब कमी होतो. दाब पूर्वनियोजित झाल्यावर झडप बंद होते. प्रत्येक बाष्पित्रावर दोन दाब नियंत्रक साधने असतात. लहान बाष्पित्रात वाफेचा दाब, पाण्याची पातळी इ. दर्शविणारी उपकरणे बाष्पित्रावरच पुढच्या बाजूस बसवितात आणि ती बाष्पित्र परिचराला दिसण्यासारखी असल्यामुळे ती पाहून बाष्पित्राचे नियंत्रण करता येते. मोठ्या बाष्पित्राचा विस्तार मोठा असल्यामुळे बाष्पित्रावर अशी उपकरणे बसविल्यास ती परिचराला एकत्रितपणे दिसणार नाहीत व त्यामुळे त्यांवर लक्ष ठेवणे अवघड होईल. याकरिता दूरवर्ती संवेदक साधने वापरून सर्व प्रकारची उपकरणे एका ठिकाणी बसवलेली असतात. तसेच बाष्पित्राची कार्यक्षमता वाढविण्याकरिता विविध साहाय्यक उपांगे वापरतात. बाष्पित्रावरील कार्यभाराप्रमाणे इंधन, पाणी इत्यादींचे नियंत्रण करण्याकरिता स्वयंचलित यंत्रणा असते. अनुलेखक उपकरणे वापरून विविध बदलणाऱ्या राशींचे आलेख काढणे जरूर असते. धुराड्यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंचे विश्लेषण करून त्यातील कार्बन डाय-ऑक्साइड, ऑक्सिजन वगैरे वायूंचे प्रमाण मोजावे लागते. हवा, पाणी, वाफ व तप्त वायू यांचे तापमान, दाब व राशी साधारणपणे दहा ते बारा ठिकाणी मोजली जाते. त्यापासून बाष्पित्राच्या विविध विभागांची कार्यक्षमता तपासण्यास मदत होते. आधुनिक विद्युत निर्मिती केंद्रातील मोठ्या बाष्पित्राच्या निर्देशक, अनुलेखक व नियंत्रक उपकरणांकरिता निराळा कक्ष असतो.
चाचणी व तपासणी : बाष्पित्रात उच्च दाब, उच्च तापमान आणि पाणी व वाफ यांचा मोठा साठा असल्यामुळे बाष्पित्र फुटल्यास मोठ्या प्रमाणावर प्राणहानी व वित्तहानी होण्याचा धोका असतो म्हणून बाष्पित्रातील विविध भागांचे उत्पादन काटेकोरपणे करावे लागते. तसेच प्रत्येक भागासाठी योग्य धातू वापरणे, योग्य उत्पादन प्रक्रिया वापरणे, योग्य व कुशल कारागीर उपलब्ध असणे जरूर असते. उत्पादन करीत असताना व इष्ट जागी बाष्पित्र जोडल्यावर काळजीपूर्वक चाचणी घ्यावी लागते. बाष्पित्राच्या उपयुक्त आयुष्यात विशिष्ट कालावधीने त्याची तपासणी व चाचणी घ्यावी लागते. वरील बाबी योग्य खबरदारीने होतात की नाही हे तपासण्याकरिता भारतात विशेष कायदा व अधिनियम आहेत. सरकारी यंत्रणेच्या तपासणीशिवाय बाष्पित्राचा वापर करता येत नाही. लॉइड्‍स ही एक आंतरराष्ट्रीय संस्था बाष्पित्रांच्या व इतर दाबपात्रांच्या उत्पादनावर देखदेख ठेवण्याचे कार्य करते. इंडियन रजिस्टर ऑफ शिपिंग ही संस्था १९५६ साली स्थापन झाली. या संस्थेने इतर आंतरराष्ट्रीय संस्थांच्या सहकार्याने वरील तऱ्हेचे कार्य सुरू केले आहे.
बाष्पित्राचे कार्यमान : बाष्पित्राचे कार्यमान ठरविताना संभरण जलाचे तापमान, तसेच वाफेचा दाब व तापमान यांचा विचार करावा लागतो. विविध बाष्पित्रांत वरील बाबी निरनिराळ्या असल्यामुळे त्यांच्या कार्यमानाची तुलना करताना अडचण येते. पाण्याची वाफ करणे हे बाष्पित्राचे कार्य असल्यामुळे निर्माण होणाऱ्या वाफेची राशी ही गणक राशी म्हणून धरतात. काही पद्धतीत इंधनाच्या प्रत्येक किग्रॅ. राशीच्या ज्वलनामुळे निर्माण होणारी वाफेची राशी प्रमाण धरतात. दुसऱ्या पद्धतीत दर मिनिटाला तापन पृष्ठाच्या दर चौरस मीटरला निर्माण होणाऱ्या वाफेची राशी प्रमाण धरतात परंतु या पद्धतीत बाष्पित्रात वाफ तयार करण्याकरिता वापरलेल्या उष्णतेचे प्रमाण कळत नाही. म्हणून वातावरणीय दाबाला पाण्याची बाष्पीभवनाची सुप्त उष्णता (पाण्याचे तापमान १००° से. असून त्यापासून १००° से. तापमानाची शुष्क वाफ तयार करण्यास लागणारी उष्णता = ५३८.८ किलोकॅलरी/किग्रॅ.) एकक प्रमाण धरतात. बाष्पित्रास मिळालेल्या पाण्यापासून विशिष्ट दाब आणि तापमानाची वाफ तयार करण्यास लागणारी उष्णता काढतात. ह्या उष्णतेला एकक प्रमाणाने विभागून मिळणारी संख्या समतुल्य बाष्पीभवन कार्यमान दाखविते.
We =
WS x H
538.8
येथे We = समतुल्य बाष्पीभवन कार्यमान (किग्रॅ./तास), WS = दर तासास निर्माण झालेली वाफ (किग्रॅ.), H = दर किग्रॅ. पाण्यास बाष्पित्रात मिळालेली उष्णता (किलोकॅलरी).
बाष्पित्राची कार्यक्षमता
Ws x H
x 100
Wi x Cn
येथे WS व H वरील सूत्राप्रमाणे असून Wi = दर तासास वापरलेले इंधन किग्रॅ. व Cu= इंधनाचे कॅलरीमूल्य (प्रती किग्रॅ. उष्णता प्रदान शक्ती किलोकॅलरी/किग्रॅ.).
विविध प्रकार : काही विशेष प्रकारच्या बाष्पित्रांची माहिती खाली दिली आहे.
भट्टीनळ बाष्पित्र : दोन भट्टीनळांच्या बाष्पित्रास लँकाशर बाष्पित्र असे नाव प्रचारात आहे. (आ. १).
जल-वाफ मंडल :यात संभरण झडपेतून पाणी दाबपात्रात जाते. दाबपात्रातील पाण्याच्या वरच्या भागात वाफ साठते. वाफ विलगकातून व मुख्य झडपेतून वाफ अधितापकात (आकृतीत दाखविलेला नाही) जाते. येथून ती एंजिनाला किंवा टरबाइनाला पुरविली जाते.
हवा – धूम मंडल :भट्टीच्या दरवाज्यातून व विस्तव जाळीच्या खालून प्राथमिक हवा व वरून भट्टीत पूरक हवा मिळते. कोळशाच्या ज्वलनातून उत्पन्न झालेले तप्त वायू भट्टीनळीतून मागे जातात व अधितापक असल्यास त्यातून खालच्या धूममार्गातून पुढच्या बाजूस येतात. त्यानंतर ते दोन्ही बाजूंच्या धूममार्गांतून पाठीमागे जाऊन धुराड्याकडे जातात. जल-पूर्वतापक असल्यास तप्त वायू धुराड्यात जाण्याआधी त्यातून जातात. अधितापक आणि जल-पूर्वतापक यांचे कक्ष बंद करण्याकरिता व उघडण्याकरिता दरवाजे असतात. दरवाजे बंद केल्यास तप्त वायू त्या त्या उपांगातून न जाता सरळ धुराड्याकडे जातात.
इंधन मंडल: दरवाज्यातून फावड्याने विस्तव जाळीवर कोळसा फेकला जातो. बाष्पित्र परिचर कार्यभाराप्रमाणे कमीजास्त कोळसा भट्टीत टाकत असतो. विस्तव जाळीतून राख भट्टीनळाच्या खाली पडते. वेळोवेळी राख फावड्याने बाहेर काढून ढकलगाडीतून नेऊन टाकली जाते.
धूमनलिका बाष्पित्र : अनेक धूमनलिका असलेले एक उभे बाष्पित्र आ. २ मध्ये दाखविले आहे. तयार करणाऱ्या कंपनीच्या नावावरून कॉक्रनबाष्पित्र असे नाव पडले आहे.
जल-वाफ मंडल : यात पाण्याचा साठा धूमनलिकांभोवती व दाबपात्रातील काही भागात असतो. तयार झालेली वाफ घुमटासारख्या भागात साठते व तेथून मुख्य झडपेतून एंजिनाला पुरविली जाते. या बाष्पित्रात अधितापक नसतो.हवा – धूम मंडल : भट्टीच्या दरवाज्यातून विस्तव जाळीच्या खालून व वरून हवा मिळते. कोळशाच्या ज्वलनानंतर तप्त वायू घुमटाकार भट्टीतून बाष्पित्रातील ज्वलन कोठीत जातात. त्या ठिकाणी इंधनाचे संपूर्ण ज्वलन झालेले असते. धूमनलिकांतून तप्त वायू धूमकोठीत येऊन धुराड्यातून वातावरणात जातात.
इंधन मंडल : विस्तव जाळीवर कोळसा फावड्याने टाकला जातो. राख विस्तव जाळीच्या खालच्या बाजूला पडते व ती वेळोवेळी बाहेर काढून फेकतात. याच्या रचनेत थोडा फरक करून कोळशाऐवजी यात इंधन तेलही वापरता येते.
ह्या प्रकारचे बाष्पित्र जागेवर बसविण्यास फार वेळ लागत नाही, आगगाडीत वापरण्यात येणारे धूमनलिका प्रकारचे आडवे बाष्पित्र आ.३ मध्ये दाखविले आहे.
जलनलिका बाष्पित्र : या प्रकारचे जमिनीवर वापरावयाचे बॅबकॉक अँड विलकॉक्स या कंपनीचे सरळ जलनलिका बाष्पित्र आ. ४ मध्ये दाखविले आहे.
जल-वाफ मंडल : यात संभरण झडप, दाब निर्देशक व जलपातळी निर्देशक बाष्पित्राच्या पुढच्या बाजूस दाबपात्रावर बसविलेले असतात. संभरण झडपेतून पाणी दाबपात्रात येते. जलनलिका मागील बाजूसकलत्या असतात. दाबपात्राच्या पुढच्या व मागच्या टोकाला जलनलिकांचे जाळे जोडलेले असते. पाण्याच्या तापमानांतील फरकामुळे पाणी दाबपात्रातून व जलनलिकांमधून फिरत राहते. वाफ दाबपात्रातील पाण्याच्या पृष्ठभागावर दाबपात्रात जमा होते. दाबपात्रावरील झडपेतून वाफ अधितापकात जाऊन मुख्य झडपेतून टरबाइनाकडे जाते. विशिष्ट कालावधीने उत्सर्जन झडपेतून गाळ काढून टाकतात.
हवा – धूम मंडल : अखंड विस्तव जाळी (क्षेपक) एका बंद पेटीसारख्या कोठीमध्ये फिरत असते. त्या बंद कोठीमधून हवापुरवठा केला जातो. भट्टीचा विशिष्ट आकार व जलनलिकांमधून बसविलेले अटकाव यांमुळे तप्त वायू जलनलिकांच्या पुढील भागामधून वरती जातात. त्यानंतरचा मार्ग अधितापकाच्या भागातून जाऊन तप्त वायू खाली येतात व शेवटच्या भागातून पुन्हा वरती जातात. हे वायू नंतर जलनलिकांच्या मागील भागातून जाऊन व दाबपात्राच्या मागील भागाला थडकून खाली येतात आणि त्यानंतर धुराड्यातून बाहेर जातात. तप्त वायूंचा मार्ग शक्य तितका लांब केल्यामुळे उष्णता संक्रमणाला मदत होते.
इंधन मंडल : कोळसा नसराळ्यातून नियंत्रित दराने भट्टीच्या पुढील भागात विस्तव जाळीवर पडत असतो. विस्तव जाळी अखंड पट्ट्यासारखी असते व मंद गतीने फिरत असते. कोळसा भट्टीच्या पाठीमागे जाईपर्यंत संपूर्ण जळून जातो व राख नसराळ्यातून खाली पडते. खाली पडलेली राख ढकलगाडीने किंवा अखंड पट्‍ट्याने बाहेर नेली जाते.
बाष्पित्राचे दाबपात्र व इतर भाग लोखंडी संरचनेवर आधारित असतात. भट्टीच्या भिंती आगविटांच्या केलेल्या असतात.
संकलित बाष्पित्र : या बाष्पित्रांची रचना आ.५ मध्ये दाखविली आहे. एका तळपटावर बाष्पित्र, सर्व उपकरणे व स्वयंचलित यंत्रणा बसविली असल्यामुळे कारखान्यातून वापरण्याच्या जागी वाहून नेण्यास तसेच जागेवर कार्यान्वित करण्यास याची रचना सुटसुटीत असते.
संकलित बाष्पित्र धूमनलिका रचनेचे असते. दाबपात्राच्या मध्यभागी भट्टीनळ असून त्याच्या खाली व वर अनेक धूमनलिका असतात. ज्वालकातून भट्टीनळात हवेच्या दाबाने इंधन फवाऱ्याच्या स्वरूपात फेकले जाते. इंधनाचे सूक्ष्म कण व हवा यांचे मिश्रण होत असल्यामुळे ते लगेच पेट घेते. भट्टीनळातून तप्त वायू बाष्पित्राच्या पाठीमागे जाऊन भट्टीनळाच्या खाली असलेल्या धूमनलिकांतून पुढील बाजूस येतात आणि त्यानंतर भट्टीनळाच्या व वरच्या बाजूस असलेल्या धूमनलिकांतून मागे धुराड्याकडे जातात. ज्वलनासाठी लागणारी हवा पंख्याने पुरविली जाते. पाण्याची पातळी नियंत्रित करण्याकरिता विशिष्ट स्वयंचलित यंत्रणा असते. त्यामुळे पंप चालू वा बंद करणे, धोक्याची सूचना देणे वगैरे कामे स्वयंचलित रित्या होतात.
त्रिपात्री जलनलिका बाष्पित्र : वक्र जलनलिकांनी जोडलेल्या तीन दाबपात्रांच्या बाष्पित्राची रचना आ. ६ मध्ये दाखविली आहे.
जल – वाफ मंडल: खालच्या जलपात्रात संभरण पंपाने पाणी येते. पाण्याचा साठा वरच्या जल – वाफ पात्रात व खालच्या दोन जलपात्रांत असतो. खालच्या व वरच्या दाबपात्रांना जोडणाऱ्या अनेक वक्र जलनलिका असतात. त्यांमधून तापमानाच्या फरकामुळे पाण्याचे अभिसरण होत राहते. वरच्या दाबपात्रात वाफ पाण्याच्या पृष्ठभागावर साठते. त्यानंतर दोन जलनलिकांच्या जाळ्यांमध्ये असलेल्या अधितापकातून टरबाइनाला पुरवठा केला जातो. तापन पृष्ठ मोठे असल्यामुळे वाफ लवकर तयार होते.
हवा – धूम मंडल व इंधन मंडल : थंड हवा पंख्याने हवा-पूर्वतापकातून आकृतीत बाणांनी दाखविल्याप्रमाणे बाष्पित्राच्या पुढील बाजूस शिरून मागे जाऊन पुन्हा पुढील बाजूस येते. भट्टीच्या मध्यभागातील प्रदीप्त उष्णतेमुळे अधितापक दाबपात्रांच्या व जलनलिकांच्या काही भागांना प्रारित उष्णता मिळते. त्यामुळे हवा-पूर्वतापकातून धूम धूराड्यातून वातावरणात जातो. इंधन तापविण्याकरिता वाफ वापरतात. बाष्पित्राचे वजन कमी करण्याकरिता भट्टीच्या भागात फक्त आगविटांचा थर दिला जातो. बाष्पित्राचे बाहेरील आवरण लोखंडी पत्र्याचे असते. तसेच उंची कमी असते. अशा तऱ्हेचे बाष्पित्र जहाजावर बसवितात.
एकदिशी प्रेरित बाष्पित्र : एकदिशी प्रेरित बाष्पित्र आ. ७ मध्ये दाखविले आहे.
पंपाने प्रेरित इंधन तेल दोन पूर्वतापकांतून ज्वालकातून क्षेपित केले जाते. क्षेपण करताना तेलाचे कणीभवन होते आणि सूक्ष्म कणांच्या स्वरूपात ते भट्टीत फेकले जाते व पेट घेते. हवेचा पुरवठा भट्टीमध्ये स्वतंत्रपणे पंख्याने केलेला असतो. भट्टीतील तप्त वायूंचा प्रवाह वरून खाली असतो. त्यानंतर दोन मळसूत्राकार जलनलिकांच्या गुंडाळ्यांच्या मधून तप्त वायू वरच्या बाजूस येतात. त्यापुढे बाहेरच्या गुंडाळ्यांच्या बाहेरून खाली येऊन ते धुराड्याकडे जातात. बाष्पित्राबरोबरच पाणी शुद्ध करण्याची यंत्रणा असावी लागते. शुद्ध केलेले पाणी पंपाने जलनलिकांमधून ढकलले जाते. जलनलिकांच्या दुसऱ्या टोकाला वाफ मिळते. ही वाफ मुख्य झडपेतून वाफ विलगातून प्रक्रियेकरिता पुरविली जाते. बाष्पित्रावरील कार्यभाराप्रमाणे संभरण जल व इंधन यांचा पुरवठा कमीजास्त करण्याकरिता स्वयंचलित यंत्रणा असते.
जलनलिका बाष्पजनित्र : मोठ्या विद्युत् केंद्रात उपयोगात येणारे बाष्पजनित्र आ. ८ मध्ये दाखविले आहे. या बाष्पजनित्रात चूर्णीकृत कोळसा वापरतात. तसेच भट्टीचे आकारमान खूप मोठे असून भिंतीमध्ये प्रारित उष्णता शोषून घेण्याकरिता जलनलिकांचे जाळे असते व त्यामुळे जणू काही जलनलिका भिंती तयार होतात.
जल-वाफ मंडल : जल-पूर्वतापक-जलनलिका भिंती-दाबपात्र-अधितापकते टरबाइन असे हे मंडल असते.
इंधन-मंडल व हवा-धूम मंडल : कोळशाच्या साठ्यातून कोळसा चूर्णनकाकडे अखंड पट्ट्यावरून नेला जातो. चूर्णनकामध्ये त्याचे चूर्ण होऊन व चाळून झाल्यावर हे चूर्ण व गरम हवा यांचे मिश्रण ज्वालकामधून क्षेपित करतात. इंधनाचे सूक्ष्म कण भट्टीतील प्रदीप्त वातावरणात लगेच पेट घेतात. तप्त वायू अधितापक, जल-पूर्वतापक, हवा-पूर्वतापक, धूळ आणि राख विलगक व धुराडे (आकृतीत दाखविलेले नाही) अशा मार्गाने वातावरणात जातात. प्रेरक व प्रवर्तक पंख्यामुळे (आकृतीत दाखविलेला नाही) धूममार्गात संतुलित दाब निर्माण होतो.
भारतातील बाष्पित्र उत्पादन : १९९५ सालापासून भारतात बाष्पित्रांचे उत्पादन सुरू झाले. ब्रिटन, झेकोस्लोव्हाकिया, जर्मनी या देशांच्या सहकार्याने देशातील विविध भागांत बाष्पित्रे उत्पादन करण्याचे कारखाने काढलेले आहेत. सर्व प्रकारच्या बाष्पित्रांचे उत्पादन होत आहे. उच्च दाब व तापमान आणि उच्च कार्यमान असलेली बाष्पित्रे भारतात तयार होतात. १९८१ मध्ये भारतात बाष्पित्रांचे उत्पादन करणारे लहान मोठे १६ कारखाने होते. भारतातून बाष्पित्रांची निर्यातही होऊ लागली आहे.संदर्भ : 1. Low, D. A. Heat Engines, London, 1961.
2. Morse, F. T. Power Plant Engineering, Princeton, 1953.
3. Warangham, D. A. The Theory and Practice of Heat Engines, London, 1962
4. Williams, J. N. Steam Generation, London, 1969.
