AT62133B - Schiffsmaschinenanlage. - Google Patents

Description

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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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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : l. Schiffsmaschinenanlage mit Hilfsantriebsvorrichtungen auf einer oder mehreren Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsantriebsvorrichtungen so stark bemessen sind, dass sie die zugehörigen Propel'erwellen nur mit einer solchen Geschwindigkeit drehen können, dass diese Propellerwellen, oh. 1e selbst wesentlich zur Fortbewegung des Schiffes beizutragen, nicht mitgeschleppt zu wercen brauchen, dass also die zugehörigen Propeller weder wesentlich Arbeit abgeben noch aufnehmen 2.

   Einrichtung nach Anspruch 1 bei Verwendung von Elektromotoren lits Hilfsantriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass für den von den Elektromotoren aufgenommenen Strom eine für den jeweiligen Betrieb passend einstellbare, angenähert konstante Stärke selbsttätig sichergestellt wird. beispielsweise dadurch, dass die Erregung einer in LeonardschaltuJ1g mit dem Elektromotor m der Hilfsantriebsvorrichtungen verbundenen Primärmaschine (p) mit Hilfe eines von einem Kontaktstrommesser (n) abhängigen, automatischen Regulier- widerstandes (o) entsprechend reguliert wird.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit Elektromotoren als Hilfsantriebsvorricbtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren der Hilfsantriebsvorrichtungen der Propeller- EMI3.2