Obsah: Návrhy vorové železnice pro přepravu vorů přes zdymadla, jezy a hráze údolní na tocích se značně kolísajícími stavy vodními, vyznačující se dopravou vorů na sucho po nakloněné rovině s přímým přechodem přes suché temeno neb vratnou tratí protispádem do spodní vody pomocí vorového vozu, pohybujícího se po kolejích a buď přímo motoricky poháněného neb vlečeného řetězem. Různé způsoby vleku. – Výhody systému.
Problém využití vodních sil nízkotlakových pevnými neb pohyblivými jezy a vysokotlakových údolními přehradami za účelem elektrisace zemí vyžaduje namnoze řešení za současného náležitého zřetele k potřebám říční plavby vnitrozemní. Složkou této plavby jest mimo dopravy lodní, nákladové i osobní, doprava vorová přes stupně povstalé závěrem údolním těmito stavbami. Přeprava vorů přes malé stupně zdymadel děje se, jak známo, vorovou propustí, ovšem se ztrátou vody na úkor jejího využití.
Překonávání značných soustředěných spádů se značně kolísajícími stavy obou hladin, spodní i horní, zůstává však dosud plně uspokojivě nerozřešeným technickým problémem plavby vnitrozemní.
Pokus o řešení tohoto úkolu obsahuje povšechný ideový návrh vrch. staveb. rady Ing. dra Hromasa: „Přeprava plavadel různých typů lodí i vorů v suchu přes vysoké stupně s kolísajícími hladinami“. T. O. č. 40, 1918. Str. 195-197.
Dosavadní způsoby zdvihu lodí komorovými plavidly neb svislými mechanickými zdvihadly, jež by bylo možno aplikovati i na zdvih vorů, ač se tak z pochopitelných příčin dosud nikde neděje, jsou spojeny se značnými náklady, velkou ztrátou vody na újmu vlastního využití vody jako zdroje energie elektrické i ztrátou času a s hlediska technicko-hospodářského, zejména pro vysoké stupně, přímo nemožny.
Předmětem předloženého návrhu jest způsob dopravy vorů na tocích vodních z vody horní do spodní za libovolně kolísajícího stavu obou hladin bez spotřeby vody vůbec.
Podstata a myšlenka mého návrhu spočívá v dopravě vorů na sucho vorovou železnicí po nakloněné rovině ze vzduté vody s přímým přechodem přes suché temeno protispádem nebo vratnou tratí do spodní vody pomocí vorového vozu buď motoricky přímo poháněného neb vlečeného na nakloněné dráze.
Příznačné vlastnosti a součásti tohoto způsobu zdvihu tvoří tudíž: suchá doprava vorů, suchá zdrž s přímým přechodem přes suché temeno vložené mezi spodní a horní ohlaví, vorový vůz buď motorový neb vlečený.
Na rozdíl od mechanického zdvihu lodí lodní železnici dle mého návrhu sděleného v pojednání shora zmíněném, není pro dopravu vorů po nakloněné rovině nezbytně nutno zachovati stále vodorovnou polohu vozu.
Vorová železnice dle mého návrhu: Do stupně, nejlépe do jednoho z obou boků vodního toku jest zapuštěna vorová železnice. Tato skládá se z pláně ve spádu, z kolejí o rozchodu vorového vozu, jež přecházejí přes oblé temeno protispádem do spodní vody. Sklon dráhy řídí se pohonem: při adhesním pohonu max. 1 : 20, při vlečném, řetězovém neb ozubnicovém pohonu větší.
Vůz sám skládá se ze dvou nosných stěn, nejlépe železné, nýtované konstrukce a jest za účelem přechodu přes oblé temeno buď členěn neb jednotný. Vůz členěný skládá se ze dvou krakorcových, plnostěnných, stejných dílů – přídi a zádi – každý osazený na dvou párech nosných podvozků. Na vnitřní konce krakorců zavěšen mezi oba díly kloubově díl střední.
Vůz opatřen ložním roštem trámovým pro uložení vorů největších rozměrů, např. pro vltavské vory o max. délce 130 m, šířce 5·50 m a váze 110 tun. Přímo poháněna toliko přední část vozu motorem montovaným na věžovém lešení; tamtéž nalézá se i strojovna se stanovištěm řidiče vozu a s potřebnými a kontrolními aparáty nad čarou ponoru.
Vůz může býti také jednotný dle varianty, krakorcové příhradové konstrukce, osazené na dvou párech nosných podvozků, z nichž opět přední pár přímo poháněn.
Pohon zde navržen při větším sklonu vlečným řetězem článkovým, zakotveným na obou koncích ve zdržích, jenž ovinuje se kol řetězového ořechu, pevně osazeného na voze. Tento řetězový ořech jest přímo poháněn motorem montovaným opět na předním stojanu krakorcového nosníku. Konečně vůz může býti také jen vlečný a vlečen nekonečným řetězem v ose trati ovinutým na temeni tratě kolem ořechu, jenž jest pak přímo poháněn motorem ze staniční strojovny na temeni zřízené. Tato třetí varianta má tu výhodu proti oběma předchozím, že odpadá zcela drahé horní vedení s černými stožáry a vylučujíc motory strojovny z vozu, dociluje menší váhy dopravné a větší effekt motorů staničních. Ovšem délka řetězu v tomto případě jest dvojnásobná.
Jak shora již dotčeno, možno nahraditi oblé temeno vratnou tratí, v ostrém úhlu se odchylující od osy dráhy se sklonem do horní zdrže. K přechodu do této vratné trati jest zapotřebí v jejím vrcholu otačidla, tedy celkem stavby spodku mnohem složitější a nákladnější.
Postup dopravy jest jednoduchý
Vorový vůz očekává vor v horní zdrži v náležité hloubce dle okamžitého stavu hladiny. Vor zaveden pomocí tyčí, kormidel a lan do podélné osy vozu a nad jeho lože, především jeho přídi lany uvázána na pacholata montovaná v bocích na obou koncích krakorcových, tj. na přídi a zádi lodního vozu. Nato spustí se motor, vůz uvede se v pohyb.
Poněvadž vůz jest ve skloněné poloze, vor však dosud v plovoucím stavu v poloze vodorovné, počne vor znenáhla se ukládati přídi na rošt neb brlení vozu, zachovávaje však při tom samočinně svou podélnou osu, až se celý uloží a v této poloze lany se uváže i zádí na pacholetech zadní části vozu, načež nerušené přejde suchou trať i temeno a vyústí do spodní zdrže až do polohy, v níž dosáhne zádí svou ponoru voru. Tou měrou, jakou vůz se noří, povoluje se po případě elektrickým vratidlem (spillem) lano připoutávající příď voru k vozu, až tento přídí uvolněn zaujme v plovoucím stavu vodorovnou polohu. Poté odpoutá se i lano v zádi vozu, načež vor může vůz v jeho ose opustiti. Přívod elektrického proudu k rozvodné desce, umístěné ve strojovně motorového vozu, děje se vrchním vedením stožárovým podél trati. V trati s kolísající hladinou horní vody nalézá se toto vedení nad nejvyšším stavem této vody a přívod proudu děje se pomocí pojezdové kočky, jež pojíždí na nosném laně souběžně s vedením v této trati napjatém. Kočka sama vozem vlečena jest pomocí tyče kloubově připojené (troleyové), na níž připojen vodicí drát k desce rozvodné.Pohon vozu členěného
Příď, jakož i záď vozu spočívají otočně pomocí čepů na čtyřech podvozcích, z nichž každý obsahuje čtyři páry kol, tudíž v celku 16 oběžných kol.
Pohon navržen přímý, adhesní při sklonu dráhy 1 : 30. Poháněn jest toliko pár podvozků na přídi vozu, a sice dvěma elektromotory, z nichž každý má výkonnost asi 155 KS a 500 obrátek. Točný pohyb motorů převáděn jest na oběžná kola předního páru podvozků a kuželovými koly ozubenými.
Ozubená kola čelní jsou z lité, kuželová z kované oceli a jsou opatřeny přesně hoblovanými zuby. Ložiska ozubených kol jsou, pokud se noří do vody, opatřena neprodyšnými ucpávkami.
První rychle běžící pár čelných kol u motorů jest uzavřen v litinové skříni a běží v konsistentním tuku.
Oběžná kola jsou z ocelolitiny o průměru 1000 mm a opatřena kuličkovými ložisky neprodyšně utěsněnými.
Vůz brzdí se dvěma brzdami elektromagnetickými, špalíkovými, které slouží k zadržení vozu na dráze a zastavení pohybu, kdežto řízení rychlostí jízdy vozu v pohybu děje se brzdou ruční, taktéž špalíčkovou. Brzdy tyto jakož i spouštěč elektromotorů jsou vhodně umístěny v budce řidiče vozu na věžovém portálu v ose nad nejvyšší hladinou.
Pojízdná rychlost vozu je 90 m/min. Za této rychlosti vykoná vůz s vorem jeden zdvih za 30 min. tj. při sklonu 1 : 30 a max. rozdílu hladin 20 m dopraví se v tomto čase vor z nejnižší hladiny vody spodní.
Pohon vozu jednotného
Vůz uložen jest na 16 oběžných kolech, z nichž vždy 4 kola uložena jsou ve společném podvozku, jichž vahadla nesou ložné čepy kol, ve kterých se vůz může za přechodu přes oblé temeno pootočiti.
Pohon u vozu nedělného navržen vlečný, řetězový při sklonu dráhy 1: 20.
Kalibrovaný řetěz o síle článku 36 mm uložen jest na pláni v ose trati na vodicích kladkách a jest konci v obou zdržích pružně perovými závěsy zakotven.
V ose vozu jest na příčník mezi stojany obou hlavních nosníků připojen řetězový ořech o průměru 730 mm s 9 zuby, na nějž je řetěz veden vodicími kladkami, náležitě v konstrukci vozu uloženými.
Ořech a vůz pohánějí se dvěma elektromotory, z nichž každý jest o síle as 235 KS a 460 obrátkách.
Točivý pohyb motoru převádí se na ořech jako při vozu členěném čelními a kuželovými ocelovými koly, jež jsou naklínována příslušných hřídelích. První pár rychle běžících čelních kol jest opět uzavřen ve skříni a běží v konsistentním tuku. Ostatní ložiska jsou dobře mazána, ona pak, jež se noří do vody, jsou vodotěsně zavíkována.
Brzdění děje se taktéž dvěma elektromagnetickými brzdami: jednou brzdou zajišťovací a jednou brzdou ruční.
Oba motory spojeny jsou navzájem pružnými spojkami kotoučovými.
Pojízdná rychlost vozu jest stejně jako u vozu členěného 90 m/min., takže při větším sklonu a kratší délce tratě zkrátí se doba jednoho zdvihu na 23 minuty.
Veškeré elektrické řídicí a kontrolní přístroje, jakož i brzdy umístěny jsou v kryté budce řidiče vozu na portálové konstrukci v ose vozu nad nejvyšší hladinou.
Jiné způsoby pohonu dopravního vozu pro vory
Přívod elektrického proudu k poháněcím motorům jak vozu jednotného, tak členěného děje se pomocí elektrického vedení trolejového, tj. proud elektrický odebírá se kladkou jako u elektrických drah městských na voze uloženou z přívodného drátu na stožárovém vedení podél celé délky tratě.
Druhý způsob vlečného pohonu vozu jednotného i členěného záleží v tom, že poháněcí ústrojí dopravního vozu umístěna jest na pevné, portálové věží, na temeni dopravní dráhy postavené. K pohybu vozu slouží nekonečný řetěz, který prochází ořechem ve věži umístěným a jest pomocí příslušných ozubených soukolí elektrickými motory poháněn. Strojní zařízení jest totéž jako při alternativě první s tím rozdílem, že místo na voze umístěno jest v pevné věži na temeni dráhy. Při alternativě druhé odpadá nákladné, přívodné stožárové vedení podél dopravní dráhy.
Naproti tomu však odporem v článcích řetězu a tření ve vodicích kladkách řetězu činí celkový odpor při jízdě vozu 18,55 t, oproti onomu celkovému odporu 15,26 t při alternativě první, kdy jest zapotřebí poháněcího motoru o síle 465 KS, při alternativě druhé motoru o síle 565 KS.
Další způsob trakce vorů se může díti též tak, že vůz dopravní vleče se lany pomocnou lokomotivou na břehu po stezce rovnoběžně s dopravní drahou vorů probíhající.
Ve všech těchto způsobech elektrické trakce lze co nejvydatněji využití výhod rekuperace energie, zejména brzděním rekuperací za sestupu vozu do spodní vody lze dosíci vedle jakési úspory energie především větší bezpečnosti provozu a menších udržovacích výloh.
Výhody mechanického zdvihu vorů železnicí mého systému zejména proti plavidlům komorovým jsou:
1. žádná spotřeba vody veškeré, jest tudíž plně množství vody zachováno výrobě elektrické energie;
2. neomezená použitelnost pro libovolně velké rozdíly hladin s libovolným kolísáním;
3. největší možné přimknutí se trasy danému území, tudíž nejmenší pohyb zemin a minimum nákladných, neproduktivních prací skalních, značných zvláště při šachtových komorových plavidlech většího spádu;
4. jednoduchost stavby spojená s minimem stavebních nákladů, s maximem výkonnosti a bezpečností provozu bez ztráty času s plněním a vyprazdňováním komor;
5. všechny části jsou viditelny a snadně přístupny.
Známé závady vleku lodního řetězem neb kabelem na řekách jsou na suché trati vorové železnice úplně vyloučeny.
Tyto vady jsou:
a) zanášení řetězu plaveninami a štěrkem na dně;
b) velké odpory řetězu a velká spotřeba síly k pohonu následkem nerovnosti dna a zanášení řetězu i častější přetržení řetězu;
c) vázanost plavby a pohybu ve volné řece na jedinou určitou čáru plavební danou řetězem, obtíže a ztráty času při setkání a vyhýbání plavidel s vypojováním a navíjením řetězu a řízení vlečné lodi, jež vyžaduje kromě mechanismu pro vlek řetězem ještě vlastního samohybného pohonu parním strojem.
Všechny tyto nežádoucí, avšak nevyhnutelné účinky vleku lodního na řekách, zejména štěrkonosných, jsou na vorové železnici s dopravou suchou, při stálé přístupnosti a viditelnosti řetězu volně vedeného v celé trati, úplně odstraněny.
Nesporně jsou poměry pro suchý vlek řetězový na vorové železnici mnohem příznivější, než u vleku lodního v tekoucích vodách. Vorová železnice shora popsaná dána pod patentní ochranu.
Potřeba mechanického zdvihu lodního a především vorového naskýtá se v nejbližší budoucnosti při přepravě přes četná navrhovaná zdýmadla na Vltavě s pevnými jezy o 20-50 m spádu.
Nelze opomenouti opětně zdůrazniti ke konci této stati svrchované nezbytnosti dbáti při řešení problémů naší výstavby vodohospodářské také hlediska technické ekonomie, jako principu konstrukčního, ve shodě s moderním tvořením technickým za dosažením maxima effektu s minimem výloh. Nejde prostě při této výstavbě pohyblivých jezů, hrází údolních a mechanického zdvihu lodního a vorového na našich řekách o konstruktivní řešení těchto úkolů vůbec, pohodlnými, zastaralými prostředky, nýbrž především o jich účelné a hospodářské řešení novými metodami, o řešení takové, aby investované náklady z veřejných peněz opatřené byly úměrny sledovaným účelům a tak zjišťovaly již předem nejen vlastní úhradu, ale i nepostradatelný hospodářský výnos.
Toto hledisko technicko-hospodářské jest příkazem dneška zejména v naší kritické situace státně finanční a hospodářské s mnoha miliardovým nekrytým schodkem a za dnešní úžasné drahoty staviv a pracovních sil.
*) Inž. E. Zimmler: Doprava vorů přes velké spády T. O. 1918 str. 69.
*) Dr. Ferd. Pietsch: Rekuperace energie na hlavních drahách s pohonem elektrickým. T. O. č. 35. a 36. 1919 a č. 6., 7. 1920.
Inž. Karel Friedrich, odborový přednosta Spojených strojíren a.s. dříve Škoda, Ruston, Bromovský & Ringhoffer, Technický obzor 1920
