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Einrichtung zum Treiben von Schien mit veränderlicher Geschwindigkeit mittels Dampfturbinen.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Treiben von Schiffen, die mit wechselnden Geschwindigkeiten fahren sollen, und insbesondere von Kriegsschiffen vermittels Dampfturbinen.
Bei den bekannten Propulsionseinrichtungen ist die für verlangsamte Gangart bestimmte, sogenannte Kreuzerturbine mit einer der für Vollfahrt einstellbaren oder Hauptturbinen auf derselben Welle angeordnet. Hieraus ergibt sich, dass ihre Umdrehungsgeschwindigkeit notwendigerweise durch die für die Hauptturbinen zulässige Geschwindigkeit bestimmt ist.
Die vorliegende Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kreuzerturbine oder Turbinen, die in die Hauptturbinen auspuffen, auf einer Welle oder auf Wellen angebracht sind, die von den Wellen der Hauptturbinen unabhängig sind, was bei entsprechender Wahl der Oberfläche und Ganghöhe der mit ihnen gekuppelten Schiffsschrauben die Möglichkeit gibt, ihnen eine viel grössere (beinahe doppelt so grosse) Umdrehungsgeschwindigkeit zu erteilen, woraus sich für diese Turbinen eine bedeutende Verminderung ihrer Abmessungen und ihres Gewichtes sowie ein besserer Wirkungsgrad ergeben.
Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Weise eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.
Die Hauptturbinen a, b sitzen auf zwei seitlichen Schraubenwellen d, e und die Kreuzer-
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liegenden Dampfeinlasse g und vermittels einer Zweigleitung mit einem dahinter liegenden Dampfeinlass h versehen ; auch können ihre verschiedenen Leitapparate je nach dem Typ dieser Turbine mit geeigneten Stellvorrichtungen versehen sein.
Der Auspuff der Turbine c ist durch Rohre i, il, die mit Absperrorganen j,j' versehen sind, an die für den Vorwärtsgang bestimmten Dampfeinlässe l, l' der Hauptturbinen a, b angeschlossen, ausserdem durch mit Absperrorganen m, m' versehene Rohre k, k' an in der Reihenfolge der Leitapparate dieser Turbinen weiter rückwärts gelegene Stellen n,'11.'Die Hauptturbinen besitzen ausserdem vorn einen Frischdampfeinlass durch die mit Absperrorganen p, p'ausgerüsteten Rohre o, o'.
I) he Wirkungsweise ist folgende :
Für Kreuzergeschwindigkeit, z. B. 15 Knoten, werden die Absperrorgane m, M'und p, p'
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vorn an die Hauptturbinen a, b ab, welche ansonsten keinen anderen Dampf bekommen.
Um für die Zwischengeschwindigkeiten der Kreuzerturbine mehr Kraft zu geben, kann man den Dampf durch eine Zweigleitung an einer weiter hinten liegenden Stelle h einlassen oder die Öffnungen der Leitapparate mit Hilfe von Stellvorrichtungen vergrössern. Die Verbindungen dieser Turbine mit den Hauptturbinen bleiben die gleichen.
Für die grossen Geschwindigkeiten belässt man den Einlass des Dampfes bei h zur Kreuzerturbine und lässt noch Dampf durch o bezw. 0'ill eine oder in beide Hauptturbinen eintreten ; umd abei nicht starke Gegendrücke auf die Kreuzerturbine zu erhalten, lässt man den Abdampf in weiter hinten liegende Stellen M, n'der Hauptturbinen eintreten, indem man die Absperr-
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Rädern der Hauptturbinen Arbeit verrichtet, mischt sich mit dem aus der Kreuzerturbine ausströmenden Dampf.
Zufolge dieser Anordnung arbeitet die Kreuzerturbinc immer, besonders auch bei grossen Gangsseschwindigkeiten, aber die auf die drei Wellen übertragenen Kräfte bleiben nicht proportional ; bei kleinen Ganggeschwindigkeiten gibt die mittlere Welle verhältnismässig mehr Kraft, als bei den grossen. Wenn z. B. die beim Kreuzen an die Wellef abgegebene Kraft 44% der Gesamtkraft und an jede der Wellen d, e 28% beträgt, so kann bei voller Fahrt das Verhältnis sich so ändern, dass nur 16% an die Welle f und 42% an jede der Wellen d, e abgegeben werden.
Diesen relativen Kraftänderungen entsprechen Änderungen des Slips der Schrauben ; dffc Änderungen werden aber innerhalb solcher Grenzen gehalten, dass der Wirkungsgrad der Schrauben ein guter bleibt. Zum grossen Teile wegen der verhältnismässig grösseren Arbeit der mittleren Welle bei den kleinen Geschwindigkeiten und wegen des grösseren, z. B. 25-30% betragenden Slips der entsprechenden Schraube erhält man an der Kreuzerturbine höhere
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Geschwindigkeiten als mit den bisher bekannten Anordnungen. In dem Masse als man den Hauptturbinen mehr und mehr Dampf zuführt, nimmt der Slip der mittleren Schraube ab, während der der seitlichen Schrauben sich vergrössert, so zwar, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kreuzerturbine viel weniger rasch wächst als diejenige der Hauptturbinen.
Die vorliegende Einrichtung ist nicht wesentlich komplizierter als diejenige, die darin besteht, zwei von einander ganz unabhängige Turbinen nur auf zwei Wellen zu setzen. Sie hat gegenüber dieser Anordnung den Vorteil geringeren Gewichtes und eines viel geringeren Dampfverbrauches bei den Kreuzergeschwindigkeiten. Sie bietet ungefähr dieselben Vorteile wie die anderen bekannten Anordnungen mit auf drei Wellen annähernd gleich verteilter Triebkraft, bei welchen die mittlere Welle eine Turbine trägt, die von dem gesamten Hochdruckdampf durchströmt wird. welcher alsdann in die seitlichen Turbinen übertritt, die bei grosser Ganggeschwindigkeit keinen anderen Dampf erhalten.
Die Gesamtheit der zwischen den Turbinen angeordneten Verbindungsröhren ist in der beschriebenen Einrichtung auch eine der einfachsten. Die Betätigung der Absperrorgane führt
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veranlasst, damit jede unrichtige Handhabung vermieden werde ; im Bedarfsfall kann dieses Stellwerk auch mit den Absperrorganen p, p'verbunden werden.
Die dargestellten Verbindungen sollen selbstverständlich nur zur leichteren Erklärung des Vorganges dienen ; will man aber unter den günstigsten Verbrauchsbedingungen eine grössere Anzahl verschiedener Geschwindigkeiten verwirklichen, so kann man die Zahl der Einlässe g, h an der Turbine c und die Zahl der Einlässe 1, 11, n, 1101 an den Turbinen a, b samt den notwendigen Röhren und Absperrorganen in irgend einer geeigneten Verbindung vermehren.
Man kann auch die Turbine c an veränderlichen Stellen vor ihrem letzten Laufrad auspuffen lassen und diese Ausströmungen mit einem der Dampfeinlässe zu den Turbinen a, b verbinden, je nach der Kraft, die man mit jeder der drei Turbinen erhalten will.
Die Kreuzerturbine kann in zwei oder drei gesonderte Körper zerlegt werden, die auf derselben Welle angeordnet sind und ihre Dampfeinlässe bei g, h haben.
Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, können gleichartige Anordnungen noch mit einer beliebigen Anzahl Turbinen c oder Hauptturbinen getroffen werden, die hintereinander oder parallel angeordnet werden und wobei die Kreuzerturbinen immer gesondert auf ihrer eigenen Welle arbeiten.
Statt eines einzigen aus drei Turbinen bestehenden Aggregates können auch zwei Turbinenaggregate der beschriebenen Art auf jeder Seite des Schiffes angeordnet werden.
Beim Kreuzergang ist es nicht notwendig, dass für jedederTurbinena undb einKondensator s bezw. s'vorhanden sei. Man kann vorteilhaft die Auslässe dieser beiden Turbinen durch ein Rohr t von genügend grossem Querschnitt verbinden, so dass ein Druckausgleich zwischen den beiden Kondensatoren erzielt wird. Durch dieses Mittel ist es möglich, beim Fahren mit kleiner Geschwindigkeit eine einzige Pumpengruppe für die beiden Kondensatoren wirken zu lassen und auf diese Weise an Triebkraft für die andere Gruppe zu sparen. Das Verbindungsrohr ist ganz besonders für den ins Auge gefassten Fall vorgesehen worden, kann aber auch bei allen anderen Turbinenanlagen mit veränderlicher Kraft, sowohl für Schiffe als auch zu Lande, angewendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Treiben von Schiffen mit veränderlicher Geschwindigkeit mittels Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass Kreuzerturbinen, die in die Hauptturbinen auspuffen, auf einer Welle bezw. auf Wellen arbeiten, die von den Wellen der Hauptturbinen unabhängig sind, so dass ihre Geschwindigkeit erhöht werden kann, indem die treibende Fläche und die Steigung der Schrauben, welche mit diesen Kreuzerturbinen gekuppelt sind, entsprechend gewählt werden.