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Schiffsmaschinenanlage.
Bei Schiffen, besonders bei Kriegsschissen, welche durch mehr als eine Propellerwelle angetrieben werden, hat man versucht, bei verringerter Geschwindigkeit die Ökonomie dadurch zu verbessern, dass man bei diesen Geschwindigkeiten nur einen Teil der vorhandenen Propellerwellen antreibt ; die grössere Ökonomie kann hiebei dadurch bedingt sein, dass bei den meisten Antriet) smaschinen der Verbrauch an Treibmitteln (Dampf, Benzin, Teeröl, Elektrizität usw.)
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maschine ihrer Konstruktionsleistung nähert. Will man beispielsweise mit einem Schiff, welches durch drei unabhängige, auf drei Propellerwellen wirkende Kraftmaschinen angetrieben wird, mit einer z.
B. um die Hälfte verringerten Geschwindigkeit fahren, so scheint es aus vorstehenden Gründen zunächst vorteilhafter zu sein, nur die mittlere Propellerwelle mit der mittleren Kraft- tn. t. schme in Betrieb zu setzen, als alle drei Wellen anzutreiben, da in dem letzteren Falle jede Knftmaschine nur mit einem Drittel von der Belastung arbeitet, mit welcher die mittlere Kraft- maschine arbeiten würde, wenn sie allein das Schiff mit der gleichen Geschwindigkeit antreibt.
In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht immer vorteilhafter. Denn wenn auch durch diese Betriebsweise der Verbrauch an Treibmitteln pro Pferdestärke und Stunde herabgesetzt wird. so ist doch meistens damit für die Gesamtökonomie wenig oder nichts gewonnen, da hiebei nach
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Dieser Mehraufwand an Pferdestärken wird dadurch verursacht, dass das Drehen der nicht angetriebenen Welten durch einfaches Mitschleppen, den ganzen mechanischen Verhältnissen entsprechend, nur mit einem sehr geringen Wirkungsgrade erfolgt.
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Arbeit erzeugt und sodann durch Kraftübertragung, z. B. auf elektrischem Wege, auf die einzelnen Wellen verteilt wird. Durch diese Anordnung wird zwar die Ökonomie des Betriebes bei geringen Geschwindigkeiten verbessert, aber das Gewicht und der Raumbedarf einer derartigen Anlage tst so gross. dass grössere Anlagen dieser Art bisher nicht ausgeführt sind.
Das grosse Gewicht und der grosse Raumbedarf beruht darauf, dass die Kräfte zur Erzeugung auch geringer Schiffszeschwindigkeiten noch so gross sind, dass das Gewicht und der Raumbedarf solcher Kraftüber-
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sind. Dazu kommt noch, dass die ganze zur Erzeugung dieser Geschwindigkeiten erforderliche Energiemenge der Umwandlung unterworfen werden muss, was natürlich mit Verlusten ver- imnden Ist.
Gegenstand vorliegender Erfindugn ist eine Einrichtung, welche die hohen Gewichte und uni den grossen Raumbedarf vermeidet. Sie besteht darin, dass entweder alle oder ein Teil der
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S@@@@@sgeschwindigkeiten miteiner solchen Geschwindigkeit gedreht werden, dass diese Propellerwellen, ohne wesentlich zur Fortbewegung des Schiffes beizutragen, nicht von den anderen zum
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Antrieb dienenden Propellerwellen mitgeschleppt zu werden brauchen, dass also die zugehörigen Propeller weder wesentlich Arbeit abgeben noch aufnehmen. Um den Betrieb ökonomisch zu gestalten, müssen diese Einrichtungen so bemessen werden, dass sie bei den in Frage kommenden Schiffsgeschwindigkeiten voll oder wenigstens nahezu voll belastet sind.
Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass die hiefür erforderlichen Hilfsantriebsvorrichtungen'im Gegensatz zu den oben erwähnten nur eine ganz geringe Leistung zu entwickeln brauchen, da sie keine Arbeit für die Fortbewegung des Schiffes zu liefern, sondern nur die Reibungswiderstände von Propeller und Welle zu überwinden haben. Die Folge davon ist, dass ihr Gewicht und Platzbedarf sehr gering ist und sie wohl in den meisten Fällen ohne irgend welche Deplacementsvergrösserung und daher z. B. auch nachträglich eingebaut werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die ganze unmittelbar zur Fortbewegung des Schiffes dienende Energie von der Kraftmaschine ohne Umformungsverluste auf den Propeller unmittelbar übertragen wird.
Beispielsweise sei hiernach die Einrichtung beschrieben, wie sie für ein Schiff, das durch Explosions-oder Verbrennungsmotoren angetrieben wird, mit ganz besonderem Vorteil ausgeführt werden kann. Die Anordnung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Es seien z. B. drei Propellerwellen a, b, c vorhanden und jede unabhängig von der anderen durch je einen Verbrennungsmotor d, e, f angetrieben. Vorzugsweise zwischen Motor und dem
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den Propellerwellen je ein Elektromotor t\-, < ? aufgestellt, der den hinteren Teil der Wellen zusammen mit dem Propeller durch ein ausrückbares Getriebe kl, 1. t4 antreiben kann. Will man nun mit dieser Anlage z. B. mit halber Geschwindigkeit möglichst ökonomisch fahren, so kuppelt man die beiden äusseren Verbrennungsmotoren d und f'von den Propellerwellen a und c ab und setzt die mittlere Welle b mit dem mittleren Verbrennungsmotor e allein in Betrieb.
Dieser arbeitet dann mit dreimal so grosser Belastung, als wenn alle drei Verbrennungsmotoren in Betrieb wären.
Um nun die äusseren Propellerwellen a und c nicht mitschleppen zu müssen, treibt man sie durch die zu ihnen gehörigen Elektromotoren il und i3 an, und zwar steigert man deren Leistung so- lange, bis die Umdrehungszahl der äusseren Propellerwellen a und c so weit gestiegen ist, dass sie nicht mehr mitgeschleppt werden aber auch noch keine Arbeit leisten, dass also der Fortschritt der Propeller der Geschwindigkeit des Schiffes durch das Wasser, vermindert um den in dem
Bereich der seitlichen Propeller herrschenden Vorstrom, entspricht.
Soll die Schi. ffsgeschwindigkeit so gesteigert werden, dass der eine Verbrennungsmotor e für die erforderliche Leistung nicht mehr ausreicht, sc können an seiner Stelle die beiden seitlichen
Verbrennungsmotoren d und f in Betrieb gesetzt werden und die mittlere Propellerwelle b kann in der vorstehend beschriebenen Weise mitgedreht werden.
Diese Betriebsweise ist für Explosions-und besonders Verbrennungsmotoren ganz besonders vorteilhaft. Das ist darin begründet, dass der spezifische Brennstoffverbrauch bei diesen Motoren, sobald ihre Belastung wesentlich unter 500/o der Vollast sinkt, in viel stärkerem Masse mit ab- nehmender Belastung wächst, als dies bei anderen Maschinen der Fall ist, und dass die Betriebs- sicherheit bei sehr kleinen Belastungen durch Verschmutzen der Zylinder leidet.
Werden zum Betrieb der Hilfsantriebsvorrichtung Elektromotoren verwendet, so sind dabei noch zweckmässig folgende Einrichtungen zu treffen.
Da die Umdrehungszahl der nicht zum Antrieb des Schiffes dienenden und von den Hilfs- antriebsvorrichtungen mitgedrehten Propellerwellen in der Hauptsache von der Geschwindigkeit des an ihren Propellern vorüberströmellden Wassers und infolge der relativ geringen Leistung der Hilfsantriebsvorrichtung nur in ganz geringem Masse von dieser selbst abhängt, müssen bei wechselnden Schiffsgeschwindigkeiten Massregeln getroffen werden, dass die Stromstärke in den
Elektromotoren der Hilfsanti lebten ichtungen bei sich ändernder Umdrehungszahl der zu- gehörigen Propellerwellen auf einer zweckmässigen bzw. zulässigen Höhe gehalten werden. Dies kann durch die verschiedensten Mittel bewirkt werden. In einfacher Weise lässt es sich z.
B. dadurch erreichen, dass, wie in dem in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel gewählten Schaltungss hema mit dem Leitungsnetz r und s konstanter Spannung dargestellt ist, in den Ankerstromkreis des Antriebselektromotors m der Hilfsantriebsvorrichtung ein Kontaktstrommesser n eingeschaltet wird, der mit Hilfe eines automatischen Regulierwiderstandes o den Erregerstrom einer Primär- maschine p so feinreguliert, dass der mit der Primärmaschine p in Leonardschaltung verbundene 'Antriebsmotor m der Hilfsantriebsvorrichtung mit einer für den jeweiligen Betrieb passend einstellbaren, konstanten Stromstärke betrieben wird.
Für weitere Sicherheitsmassregeln kommt noch folgender Fol in Betracht. Führt z. B das
SchiS mit der in Fig. 1 als Ausführungsbeispiel dargestellten Maschinenanlage mit drei Propeller- wellen durch Legen des Ruders eine Drehung nach Backbord aus, so wird während der Drehung ) die Backbordwelle langsamer, die Stenerbordwelle dagegen schneller laufen.
Gleichzeitig fällt die elektromotorische Gegenkraft des Elektromotors der Backbord-Hilfsantriebsvorrichtung und es steigt die des Elektromotors der Steuerbord-Hilfsantriebsvorrichtung. Infolge der hiedurch bedingten Änderung der Stromstärken wird eine Überlastung des Elektromotors der Backbord-
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Hilfaantriebsvorrichtung und eine Unterbelastung der auf Steuerbord eintreten. Dies muss unbedingt verhindert werden. Man wird dies am besten dadurch erreichen, dass man den oder die Elektromotoren der Backbordvorrichtung mit dem oder den der Steuerbordvorrichtung in Serie schaltet.
Die Summe der elektromotorschen Gegenkräfte beider Motoren wird dann auch bei Drehung des Schiffes annähernd konstant sein und damit auch die Stromstärke nur in zulässigen Grenzen schwanken. Sind auf jeder Schiffsseite mehrere Seitenwellen vorhanden, so kann man die Elektromotoren entweder paarweise oder alle hintereinander schalten.
Die elektrische Primäranlage wird auf allen den Schiffen, welche für die vorliegende Erfindung
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