DE103559C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Weiterausbildung der Schiffsdampfmaschinen - Einrichtungen nach dem Patent Nr. 99108, und zwar werden bei derselben die Dampfturbinen derart angeordnet und durch Dampfleitungen so verbunden, dafs sie bei allen Kraft- und Geschwindigkeits-Verhältnissen ökonomischer als bisher arbeiten. Es soll da-.durch sowohl bei niedriger, wie hoher Kraftleistung ein möglichst geringer Dampfverbrauch pro Pferdekraft erzielt werden.

Werden z. B. mehrere Schraubenwellen angeordnet, von denen jede durch eine besondere Verbund-Dampfturbine angetrieben wird, •so werden diese letzteren durch Ventile und jRohre derart verbunden, dafs bei geringerer Kraft der Dampf durch die vier Verbundmaschinen nach einander hindurchströmt und von der letzten in den Condensator übertritt. Zu diesem Zwecke werden die vier Turbinen s.ö angeordnet, dafs sich ihr Füllungsvermögen oder ihr Rauminhalt aümälig vergröfsert. Es expandirt demnach der'Dampf beständig von dem Eintritt in den ersten Cylinder an, bis er schliefslich aus dem vierten Niederdruckcylinder nach dem Condensator austritt. Diese Verschiedenheit der Füllungsvermögen kann entweder durch die Vergröfserung der Dimensionen im Verhältnifs von eins zu vier oder durch zunehmende Umdrehungsgeschwindigkeit oder durch beides erlangt werden; auch kann man jede einzelne Turbine fürjisich an Fullungsvermögen zunehmen ]a.

so dafs sie also an dem Einlafsende kleiner als am Auslafsende ist.

Für gröfsere Kraftleistungen werden die Leitungsrohre so angeordnet, dafs der Hochdruckdampf von dem Dampfkessel nach der Einlafsöffnung der ersten und der zweiten Turbine strömt und von hier nach den Einlafsöffnungen der dritten und vierten und dann aus den Austrittsöffnungen der letzteren Turbinen in den Condensator gelangt. In diesem Falle wären also die Turbinen verbund-parallel geschaltet und es würde diese Art der Verbindung für die meisten Zwecke genügen; jedoch kann man in Ausnahmefällen die Ventile so anordnen, dafs Hochdruckdampf allen vier Turbinen zugleich zugeleitet wird, aus welchen er dann direct ^; in den Condensator austritt; diese Art der Schaltung wird einfach-parallel genannt. Bei grofsem Kraftverbrauch empfiehlt es sich, die Turbinen in der Weise anzuordnen, dafs die erstere Art der Parallelschaltung ausreicht. Man kann auch, wenn der Kesseldrjjck_ vermindert werden soll, die erste und zweite Turbine parallel und die dritte und vierte hinter einander schalten, wobei dann letztere den Dampf von den beiden ersteren Turbinen zusammen erhalten. Diese Anordnung kann man auch dann anwenden, wenn der Druck in dem Kessel auf den atmosphärischen Druck erniedrigt werden soll.

Damit die Dampfexpansion in allen Turbinen gleichmä'fsig. vertheilt wird, sowohl bei der Verbundparallel-, ids auch bei der Hinterein-

anderschaltung, ist es nothwendig, das Füllungsvermögen von der ersten bis zur letzten Turbine beständig oder schrittweise wachsen zu lassen. Wird bei der Verbundparallelschaltung mit voller Kraft gearbeitet, so ist der auf die verschiedenen Schraubenwellen ausgeübte Druck ein unregelmäfsiger; diesem Uebelstand wird entweder dadurch begegnet, dafs die Schrauben auf den Wellen etwas verschieden gemacht werden, oder dadurch, dafs man den Rauminhalt der Turbinen von der bei der Hintereinanderschaltung zweckmäfsigsten Gröfse abweichen läfst, was bei keiner der Schaltungsarten einen wesentlichen ungünstigen Einflufs hat. .

Das wesentlichste Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Anzahl und die Gröfse der Turbinen in ein solches Verhältnifs zu einander zu bringen und sie so zu verbinden, dafs sie sowohl bei einer Hintereinander-, als auch bei einer Parallelschaltung in sparsamer Weise arbeiten. Man kann selbstverständlich die Turbinen paarweise, an einer von zwei Schraubenwellen anordnen, oder'drei Wellen und sechs Turbinen anwenden.

Wenn vier Schraubenwellen i, 2, 3, 4 und acht Turbinen AA¹BB¹CC¹DD¹ (Fig. 1) angewendet werden, dann strömt der Dampf bei einer Hintereinanderschaltung durch die Motore in der Reihenfolge AA¹ B B¹ C C¹ D D¹; bei einer Verbundparallelschaltung von dem Dampfkessel durch ABCD nach dem Condensator und ebenso durch A¹ B¹ C¹ D¹ nach dem Condensator. Wenn mehrere Turbinen mit jeder Schraubenwelle verbunden sind, kann man auf diese durch geeignete Dampfvertheilung verschieden gröfse Kräfte einwirken lassen und eine gröfsere Ersparnifs erzielen, was besonders für Kriegsschiffe sehr wichtig ist, die sowohl bei geringer, als auch bei grofser Geschwindigkeit möglichst sparsam fahren müssen. Bei einer grofsen Zahl verschieden grofser, gesonderter Turbinen kann die Kraft innerhalb weiter Grenzen geändert und gleichzeitig sehr viele Expansionen in den Turbinen unter allen Umständen erhalten werden.

Aus Obigem erhellt, dafs durch Aenderungen der Verbindungen zwischen den Maschinen oder den Cylindern verschiedenartige auf einander folgende Expansionen erzielt werden.

Es ist manchmal zweckmäfsig, die Turbinen in zwei oder mehr Cylinderreihen anzuordnen, wobei dann die Ventile so vertheilt werden, dafs der Dampf durch einen, zwei oder mehrere Reihen hindurchströmt, unter welchen Verhältnissen die Maschinen, denen kein Dampf zugeführt wird, leer mitlaufen.

Auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht Fig. ι ein System von acht Turbinen, die an vier Schraubenwellen angeordnet sind, Flg. 2 eine geänderte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher vier Hauptturbinen ABCD mit vier Wellen 1, 2, 3, 4 verbunden sind und Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher sechs Turbinen und drei Schraubenwellen verwendet werden.

Von den acht in Reihen angeordneten Turbinen AA¹BB¹CC¹DD¹ (Fig. 1) sind je zwei mit den Schraubenwellen 1, 2, 3, 4 verbunden, und zwar sind die Turbinen A A¹ mit der Welle 1, die Turbinen B B^λ mit der Welle 2, die Turbinen C C¹ mit der Welle 3 und die Turbinen D D¹ mit der W^elle 4 gekuppelt. Das Füllungsvermögen der Turbinen ABCD nimmt gleichmäfsig von A nach D zu, wobei jedoch die Schaufeln nach dem Auslafsende zu grofser werden. Die Turbinen A¹ B¹ C¹ D¹ stehen in demselben Verhältnifs zu einander, wobei jede von ihnen noch etwas grofser ist, als die zu ihrem Satze gehörige erste Turbine. Bei einer Hintereinanderschaltung der Turbinen tritt der Dampf durch das Rohr P¹ von dem Dampfkessel nach der Turbine A, gelangt von hier durch das Ventil R¹ und Rohr P² nach A¹, von da durch Ventil R², Rohr P³ nach dem Einlafsende der Turbine B und durchströmt dann unter Benutzung der Ventile und Rohre R^s Pⁱ R* P⁵ .R⁵P⁸ R⁶ P⁷ R⁷ P⁸ nach einander sämmtliche Turbinen B B¹ C C¹ DD¹, um von letzterer durch Rohr P¹⁰ nach dem Condensator E geleitet zu werden. Bei dieser Anordnung sind die Ventile R^s bis R¹⁶ geschlossen. Eine zweite Art der Hintereinanderschaltung der Turbinen ist folgende: der durch Rohr P¹ in die Turbine A eingeleitete Dampf tritt durch Ventil R% Rohr Q¹ nach der Turbine B, von dieser durch Ventil R ¹⁵, Rohr Q.⁷ nach Turbine A¹, von A¹ durch i?¹² Q² nach B¹, von hier durch A⁴P⁵ nach C, von hier durch R^1Q Q.⁵ nach D, von hier durch R^w Q⁸ nach C¹, dann durch Pv¹⁴ Q⁶ nach D¹, um durch Rohr P¹⁰ nach dem Condensator zu strömen. Die Ventile R¹ R* R^a R⁵ R* R⁷ R⁹ R¹¹ R¹³ sind bei dieser Schaltung geschlossen. Bei der Verbundparallel.schaltung macht der Dampf folgenden Weg: von dem Dampfkessel durch P¹, A, R^s, Q¹, B, R⁹, Q³, C, R¹⁰, Q⁵, D, Rⁿ, P⁹ und P¹⁰ nach dem Condensator E und ferner durch P⁰, A¹, R¹², Q², B\ R¹³, Q⁴, C¹, P.¹⁴, Q⁶, D¹ und P¹⁰ ebenfalls " nach dem Condensator E. Auch bei dieser Anordnung müssen die nicht gebrauchten Ventile geschlossen werden. Jeder dieser Turbinensätze ABCD oder ^L¹B¹C¹D¹ kann allein benutzt werden, wobei der unbenutzte leer mitläuft; aufserdem sind aber auch noch andere Verbindungen möglich, die jedoch hier nicht weiter genannt sind.

In der Fig. 2 istv'gin Tuibinensystem ver- \£'

Claims (1)

1. anschaulicht, welches ungefähr ι ο ooo Pferdekräfte entwickelt und sich für schnelle Fahrzeuge eignet. Die vier Turbinen ABCD dienen dazu, das Schiff vorwärts zu treiben, und die beiden auf die Wellen 2 und 3 einwirkenden Turbinen X Y zum Rückwärtsfahren. Wenn letztere nicht gebraucht werden, sind sie mit dem Condensator verbunden, um ohne Widerstand laufen zu können. Beim vollen Vorwärtsfahren erhält die Turbine A den Dampf durch das Hauptzuleitungsrohr S¹, worauf dieser nach theilweiser Expansion' in diesem Motor durch das Rohr S¹⁰ nach der Turbine C strömt, in welcher er vollständig expandirt und dann nach dem Condensator G austritt. Durch Rohr S⁵ tritt der Dampf in die Turbine B, von da durch S^A nach D, um hierauf in den Condensator H zu strömen. Wenn mit geringerer Kraft gearbeitet werden soll, werden die Rohre S² S* verwendet, die Ventile T³ Γ⁵ geöffnet und die Ventile T¹ T⁶ T⁷ geschlossen. In diesem Falle tritt der Dampf durch Ventil T¹, Rohr S¹ in die Turbine A, von hier durch Ventil T³, Rohr S² in die Turbine B, dann durch Rohr S³ in die Turbine D, um schliefslich, durch den Condensator H hindurchtretend, durch Rohr S⁴, Ventil T⁵ nach der Turbine C und dem Condensator G zu gelangen. Hierbei ist das Kühlwasser nach dem Condensator H abgesperrt. Das Ventil T⁸ dient dazu, den Druck zwischen den beiden Turbinensätzen auszugleichen, wenn mit voller Kraft gearbeitet wird. ' Zur Umsteuerung werden die Ventile T² T* geschlossen und T⁹ T¹⁰ geöffnet, wodurch dann der Dampf durch das Rohr S^e nach der Turbine X und von hier durch Rohr S⁷ nach dem Condensator G und durch Rohr S^s, Turbine Y, Rohr S⁹ nach dem Condensator H geleitet wird. Man kann einen oder beide letztgenannten Motore je nach der gewünschten Geschwindigkeit zum Rückwärtsfahren benutzen.

   Die Verhältnisse der inneren Theile der Turbinen hängen hauptsächlich davon ab, zu was für Zwecken die Schiffe bestimmt sind. Wenn also bei voller Geschwindigkeit sehr sparsam gefahren werden soll, so wird die Turbine A bezw. C der Turbine B bezw. D vollständig gleich gemacht, soll aber eine gröfsere Ersparnifs bei wechselnder Geschwindigkeit erzielt werden, so wird die Turbine B bezw. C gröfser als die Turbine A bezw. D genommen. Selbstverständlich stehen auch hierbei die Turbinen eines Satzes in Bezug auf ihre Gröfse in dem vorher erwähnten Verhältnifs.

   Nach der Fig. 3 sind auf den drei Schraubenwellen i, 2, 3 je zwei Turbinen AA¹BB¹CC¹ angeordnet. Bei der Hintereinanderschaltung.

   strömt der Dampf durch U¹ A, V¹ U² B, F² U³ C, V^s Z7* C \ F⁴ U\ B \ F⁶ Z7⁶ A\ um von hier durch die Rohre U⁷ U^s U⁹ nach dem Condensator K zu gelangen. Bei der Verbundparallelschaltung macht der Dampf folgende Wege: von U¹A, F⁶ U¹²A¹, U⁷ U^a U⁹ nach dem Condensator, von U¹ F⁷ U¹³B F⁸ U^u B¹V⁹U¹⁶U¹⁶U⁸U⁹ nach dem Condensator und schliefslich von U¹ V⁷ U¹³ F¹⁰ U¹⁷ C V^s U⁴^C¹V¹¹U¹¹U¹⁶U¹⁶U⁶U⁹ ebenfalls nach dem Condensator K.

   Bei einfacher Parallelschaltung strömt der Dampf vom Dampfkessel vermittelst der Rohre U¹ U nach dem Hauptzuleitungsrohr U¹³ jjn £/i8 jjw _unc| g_e]_angt dann durch die Rohre U¹ U¹³ U¹⁷ in die mit dem Condensator verbundenen Turbinen ABC und durch die Rohre U U¹⁸ U¹⁹ in die ebenfalls mit dem Condensator K verbundenen Turbinen A¹ B¹ C¹.

   Pate ν τ-Ansprüche:

   1. Dampfumschaltung für zum Schiffsantriebe dienende Dampfturbinen nach dem Patente Nr. 99108, die einzeln oder gruppenweise mehrere Schiffsschraubenwellen betreiben, dadurch gekennzeichnet, dafs aufser den die Hintereinanderschaltung sämmtlicher Turbinen_ermöglichenden DampTwe*gen zü"^ sätzliche Dampfzuleitungs-, Verbindungsund Ableitungskanäle mit Absperrorganen angeordnet werden, um unter Verminderung^ tier JExpansionsstufen^ für^VolIß'eTneB die VerbundscEaHung der Dampfturbinen einrichten zu können.

   2. Einrichtung für die Dampfumschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vier Turbinen (ABCD), die so unter einander verbunden sind, dafs durch Schliefsen oder Oeffnen verschiedener Ventile eine Hintereinander-, Parallel- oder Verbundparallelschaltung der Turbinen erreicht wird, wobei die nicht in Thätigkeit befindlichen Turbinen mit dem Condensator verbunden sind, um den übrigen Turbinen keinerlei Widerstand zu bieten.

   3. Einrichtung für Dampfumschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch acht Turbinen, von denen je zwei an einer Welle angreifen, und die durch Rohre und Ventile so verbunden sind, dafs sie sich parallel und hinter einander schalten lassen (Fig- O-

   4. Einrichtung für die Dampfumschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Hoch- und zwei Niederdruckturbinen, von denen jede eine Welle bethätigt, und die durch Rohre und Ventile so verbunden sind, dafs sie sich parallel und hinter ein-

   _: ander schalten lassen (Fig. 2).

   Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die beiden Hoch- und Niederdruckturbinen durch Rohre und Ventile mit zwei Umsteuerungsturbinen verbunden sind, um das Schiff rückwärts fahren zu lassen.

   6. Einrichtung für die Dampfumsteuerung nach Anspruch ι., gekennzeichnet durch sechs Turbinen, von denen je zwei an einer Welle angreifen, und die zur Parallel- und Hintereinanderschaltung durch Rohre und Ventile verbunden sind (Fig. 3).

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.