Kývavé sdružené parní stroje

V pozdějších letech vystřídalo dvojčitý parní stroj jeho zdokonalení, nazývané sdružený (compoudní) dvouválcový kývavý parní stroj. Ten je poměrně k výkonu výrazně úspornější. Pracuje s vyšším tlakem páry, asi 8-10 atmosfér, zřídka více. Pára zde expanduje opakovaně, přičemž přechází z jednoho válce do druhého. Vstupuje vnějším čepem do menšího vysokotlakého válce, zde vykoná práci a vystupuje vnitřním čepem do tzv. „přestupníku“ (receiveru). Odtud se vede se zbytkovým tlakem asi 3-5 atmosfér do nízkotlakého válce. Zde vykoná podruhé práci a vystupuje do vývěvy. Nízkotlaký válec je oproti vysokotlakému natolik větší, aby síla přenášená každou z pístnic na klikový hřídel byla u obou válců přibližně stejná. Ostatní části stroje, celý kývavý princip a způsob kondenzace jsou zcela shodné s předchozím typem parních strojů.

Na rozdíl od něj má sdružený stroj ale podstatně méně složité ovládání. Regulátor je pouze jediný, ovládá vstup páry do vysokotlakého válce, a tedy do celého stroje. Reverzní páka je někdy nahrazena šroubovicovým mechanizmem, který ovládá šoupátka obou válců současně. Třetí pákou je ventil vývěvy. Rozvod bývá vybaven dvěma excentry, jeden slouží pro řízení pohybu šoupátek při jízdě vpřed, druhý při jízdě vzad. Excentrické tyče převádí pohyb na Stephensonovu kulisu, poloha kamene na ní tedy určuje míru otevírání šoupátek, v krajní poloze se šoupátka otevírají plně vpřed či plně vzad a v případě polohy kamene uprostřed se neotevírají vůbec.

Při reverzačním manévru tedy postačí zpravidla uzavřít ventil regulátoru a vývěvy, potom přetočit reverzní mechanizmus do polohy „zpět“ a poté opět otevřít regulátor a vývěvu. Jistou přídavnou komplikací je ovšem problematika tzv. „mrtvého bodu“ vysokotlakého válce. U dvojčitého parního stroje jsou totiž kliky natočeny proti sobě o 90o, takže je možné stroj jedním z válců spustit v každé pozici. U sdruženého parního stroje je ovšem vysokotlaký válec pouze jediný, a jeho klika se může v mrtvé poloze někdy zastavit. Pokud se nepodaří manipulací s rozvodem kliku přesunout na zdvih, je zapotřebí využít pomocný ventil, pomocí něhož se vpustí ostrá pára na okamžik přímo do nízkotlakého válce. Ten rozhýbe stroj; potom je nutné ventil opět uzavřít a stroj pracuje normálně.

S touto reverzací zpočátku vznikaly jisté problémy, jak můžeme vidět například v následujícím zápisu ze zkušebních plaveb parníku PRIMÁTOR DITTRICH:

(27.5.1891) Poblíže Šítkovského jezu vyskytl se na konci jízdy případ, dle něhož by se mohlo na první pohled nepříznivě souditi o spůsobilosti stroje k manévrování. Při výše uvedeném manévrování při zatáčení lodě nechal se stroj nejprve zastaviti, pak se uvedl ve zpáteční chod, načež se opětně zastavil a konečně na povel kapitánův „kupředu“ teprvé po uplynutí přibližně as 5 minut do chodu uveden byl. Případ tento dlužno přičísti na účet toho, že strojník p. Šimůnek vzhledem k novotě stroje nebyl v obracení chodu dokonale vycvičen a že s ohledem na domnělé nebezpečí následkem blízkosti jezu Šítkovském více osob na commandu podílu bralo, následkem čehož strojník obvyklou duchapřítomnosť pozbyl.

Stroj byl uveden v chod teprvé přispěchavším montérem továrny p. Mejtským. Z případu tohoto jakož i z případu, který brzo na to následoval, kdy při opětném manévrování stroj teprvé po uplynutí jedné minuty do chodu opačného uveden byl, plyne nutná potřeba, aby strojník v řízení a manévrování strojem dokonaleji vycvičen byl. Jest přitom třeba dbáti na patřičné přemístění páky vratné, páky výpomocného šoupátka na malém válci, páky ventilu připouštěcího a konečně páky kohoutu injekčního. Veškeré tyto páky jsou výhodně umístěny, bezpečně přístupny a mohou z jediného stanoviska býti ovládány.

Ačkoliv se vyskytují při strojích compoudních případy, že při jisté poloze stroje následkem velkého úhlu předstihu excentrů připouštěcí kanály obou válců současně se uzavřou a šoupátka tudíž žádnou páru do válců nepřipouštějí, nepokládáme, že vytčené oba případy by byly následkem podobné vady, a to z té příčiny, že stroj skutečně, ovšem teprvé po delší době do chodu uveden byl (aniž by se tyčovím bylo otočilo) a že v četných jiných případech obracení chodu provedlo se rychle a bezpečně. Případy tyto jsou pokynem pro strojníka, že při obracení chodu a při manévrování vůbec je zapotřebí počínati si s velikou obezřetností, znalostí a pozorností. Konečně může strojník při malém cviku snadno toho docíliti, že klika malého válce vždy na zdvihu zůstane.

(Archiv DP)

K citovanému textu je třeba doplnit, že parník PRIMÁTOR DITTRICH měl jako první sdružený kývavý stroj, na kterém je právě obsluha pomocné páky poněkud odlišná. Zmíněný strojník Šimůnek sloužil předtím v letech 1883-1890 na parníku STEFANIE a byl tedy zvyklý pouze na dvojčitý stroj, který pomocnou páku vůbec neobsahuje.

Parní stroje sdružené byly ale po výše zmíněném „malém cviku“ nakonec na obsluhu výrazně jednodušší. Ale především uspořily asi 30-40% paliva a dávaly přitom při stejné velikosti i vyšší výkon. Byly použity na většině pražských kolesových parníků, buďto již od doby stavby, nebo vznikly později rekonstrukcí dvojčitého parního stroje. Ten se na dvouválcový sdružený rekonstruoval snadno tak, že jeden z válců byl nahrazen vysokotlakým o menším průměru. Druhý válec nadále sloužil jako nízkotlaký. U parníků PPS měly již jako novostavby sdružené kývačky parníky PRIMATOR DITTRICH, FERDINAND I., SMÍCHOV a PODMOKLY. Stroje rekonstruované byly na parnících PRAHA (I.), VYŠEHRAD (I.), HRADČANY a ŠTĚCHOVICE.

V současné době již v České republice není ani v provozu, ani v muzeu žádný takový parní stroj. Na rakouském jezeře Traunsee na parníku GISELA najdeme však obdobný stroj z pražské Rustonky, „kývačku“ z roku 1870. Byl původně dvojčitý, později rekonstruován na sdružený. V muzeu v Lauenburgu existuje dodnes parní stroj z parníku HRADČANY, který sem byl prodán po vyřazení této lodi v roce 1968. U drážďanské paroplavby nalezneme tyto parní stroje v provozu na pěti parnících (STADT WEHLEN, KURORT RATHEN, PIRNA, PILLNITZ a MEISSEN).

Parní stroje kývavého typu se vyráběly asi od čtyřicátých do osmdesátých až devadesátých let 19. století. Obecnou výhodou všech typů kývavých strojů je jejich malá půdorysná plocha, nevýhodou obtížná konstrukce a dimenzování mnoha pohybujících se částí a především nižší stabilita a přenášení vibrací do celého rámu stroje. To vše omezuje hospodárnost těchto strojů už při přenášení výkonů nad 150 k. Technické a technologické hranice leží dle odborné literatury [17] asi u 200 k, neboť při takových výkonech se už rámy obtížně konstruují, aby odolaly vibracím, a dochází tak k trhlinám na nich. Pro osobní parníky o výkonu 60-150 k se ale „kývačky“ dobře hodily a při pravidelné údržbě sloužily řadu let.