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Turbinenanlage mit zwei Wellen für Schiffsantrieb.
Der Zweck der vorstehenden Erfindung ist, eine Turbinenanlage mit zwei Wellen zu schaffen, welche neben günstigster Raum- und Gewiochtsausnützung, auch in bezug auf Ökonomie bei variabler Leistung, Manövrierfähigkeit und Anzahl der Manövrierorgane allen Anforderungen einer Schifaanlage (besonders Kriegschiasanlage) entspricht.
Jede nolmale Turbine arbeitet bei gleichen Dampfverhältnissen am ökonomischsten bei einer bestimmten Tourenzahl und Leistung. Da beim Schiffsantrieb jedoch diese beiden Faktoren ganz erheblich variieren, müsste man zusätzliche Mittel anwenden, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Diese Mittel haben bisher jedoch alle nur teilweise ihren Zweck erfüllt bezw. allerlei unangenehme Komplikationen der Anlagen bedingt.
Um in erster Linie eine möglichst hohe Tourenzahl zu erhalten, verteilte Parsons das Gesamt-Wärmegelfälle auf mehrere Wellen (Deutsche Patentschrift Nr. 99108). Dieser Weg ist richtig für stets gleichbleibende Leistung. Für verminderte Leistungen wächst hierbei jedoch der Dampfverbrauch für die Einheit zu schnell. Bei Anlagen mit zwei Wellen tritt dabei ausserdem noch der Nachteil der wesentlichen Verschiebung der Kraftverteilung bei wechselnder Belastung hinzu.
Eingehende Versuche führten später Parsons dahin, für kleinere Leistungen weitere
Expansionsstufen vorzuschalten, wodurch auch hierbei em ökonomischer Betrieb errcichbat wird (Deutsche Patentschrift Nr. 103559).
Das gleiche Prinzip ist in der Deutschen Patentschrift Nr. 160863 erläutert, wobei einzelne auf der Welle sitzende Turbinen nacheinander ausgeschaltet werden.
Für Druckturbinen suchte man diesem Umstand dadurch Rechnung zu tragen, dass man die Beaufschlagung der einzelnen aufeinanderfolgenden Räder bei wechselnder Belastung änderte (Deutsche Patentschrift Nr. 132868) bezw. dadurch, dass man so viele Stufen durch Umlaufventile übersprang, bis die richtigen Quorschnittaverhältnisse wieder vorhanden waren. Das Erstere bedingt umfangreiche und verwickelte Regelorgane und trägt ausserdem dem Umstande keine Rechnung, dass mit abnehmender Umfangsgeschwindigkeit die Stufenzahl zunehmen muss, um ökonomischen Betrieb zu erreichen.
In letzterem Fall laufen sehr oft eine Reihe von Rädern im Dampf von entsprechender Spannung leer mit, was grosse Reibungsverluste verursacht. Beide Anordnungen haben ausserdem den gemeinsamen Nachteil, dass bei geringen Dampfmenge infolge Spaltung auf die verschiedenen Wellen die Beaufschlagung der ersten Räder eine sehr kleine ist. was grosse Ventilationsverlustc zur Folge hat. Für Turbinenanlagen nach dem kombinierten System ist auch vorgeschlagen, den aus Druckrädcm bestehenden Hochdruck-und Mittcldruckteil hintereinander und alsdann die beiden Niederdruckteile parailel zu schalten. Hierdurch wird allerdings die doppelte Beaufschlagung der einzelnen Räder erzielt.
Diese Anordnung trägt jedoch in keiner Weise den Vorhältnissen bei verminderter Geschwindigkeit
Rechnung.
Ebendenselben Zweck verfolgt auch die in der Deutschen Patentschrift Nr. 168495 erläuterte Anlage.
Nach vorliegender Erfindung werden jedoch gegenüber allen vorstehend genannten An
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Aus der in Fig. 1 dargestellten beispielsweisen Ausführungsform vorliegender Erfindung sowie dem Diagramm (Fig. 2) sind diese Vorteile näher ersichtlich. Die hierbei zu erzielenden Schaltungen sind folgende :
Für normale Leistungen und beim Manövrieren erhält durch Leitung a und Düsen b die B. B.-Turbine Frischdampf, der nacheinander die Stufen c, d, e und. t durchströmt.
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alsdann durch die Stufen k, 1, m und n weiterströmt. Die Leitungen o-p sind geschlossen, q geöffnet. Für kleinste Leistung strömt der Dampf durch Leitung g und Düsen h in das Rad k und durchströmt alsdann unter Benützung der Leitungen o-p nacheinander die Stufen k, r, c, von wo aus or parallel durch d, l-e, m und f, n in die Kondensatoren strömt.
Für mittlere Leistungen werden, um die grössere Dampfmenge durchzulassen, die Zusatzdüsen i zu dem ersten Rad k der St. B.-Turbine geöffnet. Nachdem der Dampf in k gearbeitet,
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für verminderte Leistungen besondere zusätzliche Düsen dl, wodurch keinerlei besondere Ventile an der B. B.-Turbine nötig werden.
Das Diagramm Fig. 2 veranschaulicht schematisch die während der beispielsweisen drei Schaltungen vorkommenden Druck-und Gesohwindigkeitsverhältnisse.
Kurve u gilt für die Normalleistung. c,, mittlere Leistung. w # # # kleinste Leistung.
Diesen verschiedenen Leistungen entsprechen die Druckgefälle pro Rad x, y und z sowie die Umfangsgeschwindigkeiten al, bl und 01.
Die Querschnitte der einzeln aufeinanderfolgenden Räder vergrössern. sich entsprechend der Volumenzunahme des Dampfes.
Dem grösseren Druckgefälle (Wärmegefälle) für ein Rad bei grösserer Leistung, infolge Verringerung der Anzahl der Räder, entspricht eine entsprechend höhere Dampfgeschwindigkeit. Da die Schiffsgeschwindigkeit und somit die Tourenzahl und Umfangsgeschwindigkeit der Räder
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Nutzeffekt einer Turbine massgebend ist, bei vorstehenden Schaltungen nahezu konstant.
Um den jeweils vorliegenden Verhältnissen zu entsprechen, kann die Anzahl der für verringerte Leistungen vorzuschaltenden Räder beliebig gewählt werden. Um ausserdem möglichst richtig aufeinanderfolgende Querschnitte in den einzelnen Rädern zu haben und um ferner die zu bedienenden Manövrierventile auf die kleinste Anzahl zu beschränken, können die vorgeschalteten und bei verminderten Leistungen in Hintereinanderschaltung arbeitenden Räder auch ungleich auf beide Wellen verteilt werden.
Die hierbei auftretende geringe Ungleichmässigkeit in den Leistungen beider Wellen ist ohne Bedeutung, da es sich in diesen Fällen nur um verhältnismässig geringe Kräfte handelt.