Compound

Compound brukes som en nærmebestemmelse av den type dampmaskiner som lar dampen ekspandere gradvis gjennom flere sylindre. Strengt tatt betyr compund ekspansjon gjennom kun to sylindre, mens ekspansjon gjennom flere enn to trinn kan kalles trippel-ekspansjons-maskin eller multiple-ekspansjons-maskin.

For at kraften fra syliderene skal bli like stor for alle sylindrene, må tverrsnittet på sylinderne gjøres større jo mindre trykk det er igjen i dampen gjennom ekspansjonstrinnene. Sylinderkraften W bestemmes av damptrykket p og sylinderens tverrsnittsareal A, ut fra formelen W=pA. Går trykket ned, må arealet gå opp for å oppnå samme kraft. Et compoundmaskineri er derfor lett gjenkjennelig ved de ulike størrelsene på sylinderne. Animasjonen nedenfor viser prinsippet ved en tre-trinns eksspansjon.

Fordelen med en compundmaskin framfor en tradisjonell dampmaskin som bruker friskdamp direkte på alle sylindrene, er at systemet utnytter varmeenergien bedre ved at avløpsdampen som gjerne har et brukbart trykk, benyttes en gang til. En compundmaskin yter derfor mer i forhold til hvor mye brensel som er brukt.

Compound-systemet ble funnet opp så langt tilbake som i 1804 av briten Arthur Woolf. Likevel gikk det mange år før den fikk noen særlig utbredelse. Som skipsmaskin ble den vanlig fra 1880-tallet, i lokomotiver litt senere, og med blandet utbredelse i de forskjellige landene. I England var compound-systemet lite i bruk på jernbaner, mens man særlig i Frankrike utviklet mange vellykkede compoundlokomotiver.

Compoundlokomotiver i Norge  

I Norge ble den tatt i bruk på lokomotiver fra tidlig på 1890-tallet, da som 2-sylindret maskineri. Jernbanemateriell har atskillig større plassutfordringer enn skip. Compoundmaskineriet trenger større plass enn kun høyttrykksylindre. Systemet fikk derfor mindre utbredelse på jernbane enn til sjøs. Etter knappe 20 år ble compound-systemet ved NSB avløst en annen teknisk forbedring av stempeldampmaskinen, nemlig overheteren. Denne gav større brenselsbesparelse med en enklere og mindre vedlikeholdskrevende system. NSB avsluttet derfor brått med å anskaffe nye compound-lokomotiver i 1908, for så å gå helt over til overhetere i stedet. 

Ti år senere kom imidlertid compound-systemet tilbake på norske lokomotiver, men i en ny drakt som 4-sylindret compound og overheter, med lok type 26c, etterfulgt to år senere av typene 30b og 31b. Felles for disse tre loktypene, var at de første eksemplarene var bygget som 4-sylindre høyttrykksmaskiner. Dette var kraftige maskiner, velegnet til sitt bruk, men kraftlige kullslukere. Det var derfor et behov for å få kullforbruket ned, og ved å kombinere den eldre compund-teknikken med den nyere overheterteknikken, og nå på store lokomotiver som gav mer rom for mer komplisert maskineri, utviklet man med disse tre loktypene en serie vellykkede damplokomtotiver som kom til å stå for hovedtyngden av transportarbeidet ved NSB på de strekningene som var dampdrevne. Disse loktypene var også en type allround-lokomotiver som ble brukt i både persontog og raske godstog.

At disse lokene hadde fire sylindre, betyr ikke ekspansjon gjennom fire trinn. Ekspansjonen skjedde gjennom to trinn med to sylindret, og tilsvarende gjennom et annet par sylindre. De fire sylindrene ble plassert ved siden av hverandre, med to høyttrykksylindre mellom rammevangene, og to lavtrykksylindre på utsiden av rammen, på tradisjonelt vis for damplok.

Litteratur
 

Termodynamikk 
Damplokomotiver
den industrielle revolusjon