Kývavé parní stroje dvojčité

První skupinou parních strojů, které byly na kolesových parnících Pražské paroplavební společnosti využity, se staly kývavé dvojčité. Jejich konstrukce byla velmi specifická, užitá snad výhradně u lodních parních strojů.

V průkopnických letech paroplavby se užívalo těžkých strojů s vahadly, s nimiž dle [17] „se tehdejší lodě mnohem spíše hodily na nesení stroje a kotle, než aby byly těmito skutečně hnány kupředu“; kromě vysoké hmotnosti měly i těžkopádný chod a často nebyly ani reverzační. Proti nim měly kývavé parní stroje řadu předností. Kromě úspory místa byly poměrně lehké, což bylo na mělkých říčních tratích kvůli dosažení nízkého ponoru lodi velmi důležité. Vynález kývavého parního stroje náleží údajně Angličanu Treifithickovi, jeho praktické užití však bylo možné až ve 40. letech 19. století po praktických zdokonaleních Johna Penna, majitele strojírny v Greenwichi u Londýna. Tato zdokonalení spočívala především v účelném rozvodu, vybaveném tzv. Pennovou kulisou. Její zakřivení umožňuje správné otevírání šoupátek i přesto, že se celý válec i s šoupátkovou komorou kývá.

Lze stručně uvést, že hlavní odlišností „kývaček“ proti ostatním typům parních strojů byla absence křižáků a ojnic. Tím se ušetřilo na hmotnosti, obestavěném prostoru i materiálu. Válce se nacházely přímo pod hřídelí koles, jejich pístnice procházely ucpávkou a svým horním koncem byly uchyceny přímo na kliky této hřídele. Protože horní konec těchto pístnic opisoval spolu s klikou kruhovou dráhu, musely se celé válce kývat. Pokud čtenář shledává můj popis nedostatečným či příliš suchým, odcituji vypravěčsky mnohem lepší, i když terminologicky poněkud archaickou verzi:

(1909) Kolesová hřídel leží poblíž obruby lodní, tedy nahoře a musí býti tudíž stojaté válce parní dole. Stojaté válce nehybné neměly by však místa mezi dnem a hřídelí kolesovou s celým svým klikovým mechanismem (vodící hlavou a ojnicí). Proto vynechává se křížová hlava a ojnice, pístnice skloubí se přímo s klikou, válec parní provede se pak houpavý tj. natáčivý kol dutých čepů, jimiž se pára k šoupátkům a těmi do válců přivádí.

(Příruční kniha kursů pro lodníky a voraře)

Oba válce (u parníků PPS vždy dvouválcových strojů) měly stejný průměr, do obou vstupovala „ostrá“ pára zvláštním parovodem přímo z kotle, a to přes silné duté čepy, na nichž se válce kývaly. Již před vstupem bylo do páry o tlaku asi 2 atmosfér tlakovým čerpadlem přidáváno mazivo. Vstupní čepy bývaly na vnější straně stroje; výstupní čepy na vnitřní straně. Šoupátková komora, sloužící k řízení vpouštění páry do prostoru spodní a horní úvratě válce (tj. pod a nad píst), byla umístěna obvykle na přední straně válce a kývala se s ním. Na zadní straně bylo umístěno protizávaží. Výjimku tvořily některé parní stroje od firmy Escher Wyss, které měly šoupátka na obou stranách válce, ty se však v lodním parku PPS neobjevují.

Pára z obou válců byla svedena do tzv. vstřikového kondenzátoru. Zde se do páry vycházející z válců o velmi malém tlaku vstřikovala voda. Ta způsobila zkondenzování směsi, a tím i podtlak, který napomáhal výstupu páry z válců, a tím zvyšoval výkon stroje. Kondenzát byl pomocí vakuové pumpy (vývěvy) vyveden ven do řeky. Její konstrukce byla v detailech často odlišná, přilehlé tyčoví například mělo pomocný křižák, jindy pouze kloub v olejové lázni. Pokud bylo využito kondenzace vstřikové, kondenzát vlivem nečistot přidávané vody již nesplňoval požadavky na napájecí vodu do kotle, a proto se vždy odváděl ven do řeky. Bylo-li třeba kondenzát opětně využít pro napájení kotle, používalo se jiných typů kondenzátorů zvaných povrchové. Ty se ale využívaly jen u námořních lodí.

Pára tlačí střídavě z obou stran pístu a musí proto ze strany před pístem vytéci, aby jeho postup nezdržovala; to děje se rovněž jako připouštění čerstvé páry šoupátkem. Děje-li se vytékání spotřebované páry do vzduchu, neklesne její tlak hned na vzduchový 1 atm; pára zdrží se v kanálech a troubě výfukové, zůstává napjatá 1,1-1,2 atm a působí protitlak páry ve válci; takové stroje slovou výfukové. Jestliže však vedeme výfukovou páru do zvláštní nádoby a zde jí schladíme studenou vodou, až zkapalní, vytvoří se v nádobě –hustiči či kondensatoru- částečná vzduchoprázdnota; před pístem, který souvisí s touto nádobou, nepanuje tak více protitlak 1,1-1,3 atm, nýbrž jen 0,1 nejvýše 1/4 atm, následkem čehož jest píst hnán větším přetlakem ku předu. Takové stroje nazýváme kondensačními.

(Příruční kniha kursů pro lodníky a voraře)

Obsluha takového parního stroje byla poměrně komplikovaná a vyžadovala do jisté míry i fyzickou zručnost. Strojník musel při manévrování obsluhovat plných sedm pák. Dvě z nich sloužily k regulaci přívodu páry do válců, a to do každého samostatně. Další čtyři páky umožnily reverzování stroje. Strojmistr musel při obracení chodu stroje nejprve obsloužit malou pomocnou páku, která uvolnila kámen na rozvodové tyči. Teprve potom bylo možné velkou hlavní reverzní pákou tento kámen posunout a jeho prostřednictvím přesunout celou kulisu Pennovu, a tedy i příslušné šoupátko, do opačné polohy. Tak se píst příslušného válce pohnul v opačném směru. Poslední sedmá páka sloužila k regulaci vstupu vody do kondenzátoru. Přívod vody bylo nutné při každém zastavení stroje uzavřít a v průběhu jízdy dle rychlosti otáčení stroje množství kondenzační vody regulovat.

Celý průběh reverzního manévru tak sestával z následujících kroků. V první řadě bylo třeba na povel kapitána „stop“ uzavřít oba regulátory. Rovněž bylo nutno pohotově uzavřít ventil vývěvy, aby v kondenzátoru zůstal po určitou dobu vytvořený podtlak, resp. aby se nepřehltil vodou. Poté se na jednom z válců provedl výše naznačený reverzní proces a jeho regulátor se na povel „vzad“ otevřel. Tak tento zreverzovaný válec rozhýbal celý stroj; prostřednictvím rozvodu a kulisy se i šoupátko druhého z válců pohnulo v souhlasném, tedy zpětném chodu. Po hbitém otevření druhého regulátoru a ventilu vývěvy se celý stroj rozběhl na opačnou stranu. Pokud byl celý manévr proveden správně, v kondenzátoru po celou dobu zůstal podtlak a stroj se tak rozběhl okamžitě, s plným výkonem a bez potíží.

Při tomto manévru mohlo dojít k problémům zejména při práci s uzávěrem vstupní vody vývěvy, následkem čehož se kondenzační vody buďto nedostává nebo je jí naopak příliš mnoho. Optimální teplota kondenzátoru bývá uváděna kolem 50-60 oC. Pokud došlo k nedostatku nasávané vody, pára se dostatečně nezkondenzovala a ve výfukovém potrubí nevznikl podtlak. Tak musela být z válce vytlačena protivstupující parou ostrou, to ale zbytečně namáhalo pístnici i celý válec a snižovalo výkon stroje. Daleko větším problémem byl však případný přebytek vody v kondenzátoru. Takto nashromážděná nestlačitelná voda se mohla dostat až do expanzní komory válce. Odtud se ale jen obtížně dostávala ven, a to mohlo vést i k roztržení šoupátkové komory, prasknutí nebo utržení válce či jeho víka. K takovýmto nehodám u pražských parníků občas skutečně u všech typů parních strojů docházelo, naposledy v sedmdesátých letech na parníku VLTAVA ve stanici Hradišťko.

K povinnostem strojníka dále patřilo stroj pravidelně mazat a udržovat v pořádku. Na starších typech strojů se mazivo doplňovalo do zvláštních mazniček, později se u některých parních strojů užívalo mazání částečně centralizovaného. Před započetím jízdy musel strojník parní stroj dokonale zahřát, vytvořit si v kondenzátoru potřebné „vakuum“. Dokud se stroj nezahřál, musel otevírat odvodňovací ventily, jimiž se v chladném stroji pára rychle kondenzující v nestlačitelnou vodu částečně vypouštěla ven, aby se zabránilo poškození válce, během jízdy naslouchat pozorně chodu parního stroje, aby plnění obou válců bylo stejné a kondenzace přiměřená. Strojmistři museli opravdu hodně znát a umět, aby jejich jízdy byly bezproblémové a klidné, ostatně na trati si museli sami poradit i s drobnějšími opravami.

U parníků plujících pod vlajkou PPS se kývavý dvojčitý parní stroj použil u prvních kolesových parníků PRAHA a VYŠEHRAD; u obou malých kolovek STEFANIE a RUDOLF; dále u všech parníků získaných od drážďanské SBDG s výjimkou parníku PODMOKLY. V České republice se žádný parní stroj tohoto typu do dnešních dní nedochoval. Můžeme je dodnes vidět na dvou parnících drážďanské paroplavby: KRIPPEN (*1892) a DIESBAR (*1857). Oba jsou pro nás zajímavé. Prvně jmenovaný má stroj zcela shodný s několika parníky plujícími dříve v Čechách, například s parníkem LITOMĚŘICE či PODĚBRADY, a druhý dodnes, jak již bylo v úvodní kapitole uvedeno, obsahuje hlavní díly z prvního českého parníku BOHEMIA.