DE1129393B

DE1129393B - Reversible ship propulsion with gas turbines

Info

Publication number: DE1129393B
Application number: DEH35022A
Authority: DE
Inventors: Erhard Hasenclever
Original assignee: ERHARD HASENCLEVER
Current assignee: ERHARD HASENCLEVER
Priority date: 1958-12-05
Filing date: 1958-12-05
Publication date: 1962-05-10
Also published as: GB887054A

Description

Umsteuerbarer Schiffsantrieb mit Gasturbinen Es sind Schiffsantriebe mit Gasturbinen bekannt, bei denen eine oder mehrere Gasturbinen über Zahnradgetriebe oder andere übertragungsmittel auf die Propellerwelle wirken.Reversible ship propulsion with gas turbines They are ship propulsion systems known with gas turbines, in which one or more gas turbines via gear transmission or other means of transmission act on the propeller shaft.

Den Gasturbinen wird von geeigneten Treibgaserzeugern, seien es Kolbenmaschinen oder Turbomaschinen, unter passendem Druck und Temperatur ein aus Luft und Verbrennungsgasen bestehendes Treibgas zugeführt.The gas turbines are powered by suitable propellant gas generators, be it piston engines or turbo machines, under the right pressure and temperature, made up of air and combustion gases existing propellant supplied.

Ein besonderes Problem ist dabei die Umsteuerung des Antriebes, die bei Schiffen zum Manövrieren und zur Umkehr der Fahrtrichtung erforderlich ist. Bei Schiffsantrieben mit Dampfturbinen erfolgt die Umsteuerung fast ausschließlich durch Rückwärtsturbinen, die mit den Vorwärtsturbinen ständig gekuppelt sind und im Vorwärtsgang der Maschinenanlage im Vakuum, erzeugt durch den Kondensator, leer mitlaufen. Infolge des niedrigen im Kondensator herrschenden Druckes von etwa 0,05 ata ist der Ventilationsverlust der leer mitlaufenden Rückwärtsturbine nur gering, und der wirtschaftliche Wirkungsgrad der Anlage wird hierdurch nur wenig verringert.A particular problem is the reversal of the drive, which is required on ships for maneuvering and reversing the direction of travel. In the case of ship propulsion systems with steam turbines, the reversal takes place almost exclusively by reverse turbines which are constantly coupled to the forward turbines and in the forward gear of the machine system in the vacuum generated by the condenser, empty run along. As a result of the low pressure prevailing in the condenser of around 0.05 ata the ventilation loss of the idling reverse turbine is only small, and the economic efficiency of the system is only slightly reduced as a result.

Bei Gasturbinenanlagen sind die durch eine mitlaufende Rückwärtsturbine verursachten Verluste bedeutend größer. Die Radreibung und der Ventilationsverlust sind der Wichte bzw. dem Druck des umgebenden Mediums direkt proportional. Hat z. B. Wasserdampf im gesättigten Zustand bei 0;05 ata ein spezifisches Gewicht von 0,034 kg/m3, so haben Verbrennungsgase von 100° C und einem Druck von 1 ata ein spezifisches Gewicht von 0,95 kg/m3. Damit steigen die Ventilationsverluste einer leer mitlaufenden Rückwärts-Gasturbine gegenüber der imVakuum mitlaufenden Rückwärts-Dampfturbine auf etwa das 30fache.In the case of gas turbine systems, these are due to a reverse turbine running along with them caused losses significantly greater. The wheel friction and the loss of ventilation are directly proportional to the weight or pressure of the surrounding medium. Has z. B. Water vapor in the saturated state at 0; 05 ata has a specific weight of 0.034 kg / m3, so have combustion gases of 100 ° C and a pressure of 1 ata specific weight of 0.95 kg / m3. This increases the ventilation losses idling reverse gas turbine compared to the reverse steam turbine rotating in vacuum to about 30 times.

Diese durch die Rückwärtsturbine entstehenden Verluste sind um so schwerwiegender, als Gasturbinenanlagen anderen Kraftmaschinenarten, z. B. Dieselmotoren, in bezug auf den Brennstoffverbrauch meist noch unterlegen sind.These losses caused by the reverse turbine are all the more more serious than gas turbine systems other types of engine, e.g. B. Diesel engines, in terms of fuel consumption are mostly still inferior.

Zur Verminderung der durch eine Rückwärtsturbine verursachten Verluste wurden diese schon kleiner und mit weniger Stufen ausgeführt. Hierdurch werden jedoch die Manövriereigenschaften des Schiffes verschlechtert.To reduce the losses caused by a reverse turbine these were already made smaller and with fewer steps. However, this will the maneuverability of the ship deteriorates.

Es wurden auch schon elektrische Übertragungen projektiert, die keine Rückwärtsturbinen benötigen. Damit ergeben sich jedoch erhebliche Verluste durch doppelte Energieumsetzung und außerdem höhere Baukosten und Gewichte.Electrical transmissions have also been planned, but none Need reverse turbines. However, this results in considerable losses double energy conversion and also higher construction costs and weights.

Ferner wurden Verstellpropeller vorgeschlagen. Hierunter leidet die Betriebssicherheit der Anlage, da Verstellpropeller starker Beanspruchung im Seegang nicht immer standhalten, außerdem erfordern sie bei Störungen eine Dockung des Schiffes, und es ergibt sich ein niedrigerer Propulsionswirkungsgrad als mit festen Propellern.Variable pitch propellers have also been proposed. She suffers from this Operational safety of the system, as the controllable pitch propeller is heavily used in the sea not always withstand, they also require the ship to be docked in the event of malfunctions, and the propulsion efficiency is lower than with fixed propellers.

Weiterhin wurden für die Umsteuerung schon Wendegetriebe verschiedener Art vorgeschlagen. Derartige Getriebe verursachen jedoch erhebliche Verluste, und die dabei benötigten Schaltkupplungen halten dem Dauerbetrieb mit hoher Leistung nicht stand.Furthermore, reversing gears have already become different for reversing Kind of suggested. However, such transmissions cause significant losses, and the clutches required for this withstand continuous operation with high performance did not stand.

Ebenfalls wurde auch schon daran gedacht, an-und abkuppelbare Rückwärtsturbinen zu verwenden, unter Verwendung von Strömungs-, Reibungs- oder Klauenkupplungen. Werden Strömungskupplungen verwendet, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß diese auch bei Entleerung noch ein beträchtliches Moment durch die eingeschlossene Luft übertragen, so daß die Rückwärtsturbine nicht zum Stillstand kommt und noch erhebliche Verluste entstehen. Verwendet man Klauen- oder Reibungskupplungen, so kann der Kupplungsvorgang mechanisch nicht ohne weiteres beherrscht werden.Likewise, the idea of coupling and uncoupling reverse turbines has also already been considered to be used using fluid, friction or dog clutches. If flow couplings are used, the problem arises that these even when emptied there is still a considerable moment due to the trapped air transferred so that the reverse turbine does not come to a standstill and still significant Losses arise. If you use claw or friction clutches, the coupling process can mechanically cannot be easily mastered.

Zur Vermeidung von Rückwärtsturbinen wurde schließlich auch noch vorgeschlagen, umsteuerbare Radialturbinen mit verstellbaren Leitschaufeln zu verwenden. Das ergibt jedoch einen relativ niedrigen Turbinenwirkungsgrad und somit eine Beschränkung auf kleinere Leistungen.In order to avoid backward turbines, it was finally also proposed that to use reversible radial turbines with adjustable guide vanes. That makes however, a relatively low turbine efficiency and thus a limitation on smaller services.

Gegenstand der Erfindung ist ein Gasturbinen-Schiffsantrieb, bei dem eine Rückwärtsturbine so verwendet wird, daß sie während des Vorwärtsganges der Anläge keinerlei Verluste verursacht.The invention relates to a gas turbine ship propulsion system in which a reverse turbine so used will that they do while moving forward the system does not cause any losses.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine oder mehrere Rückwärtsturbinen so mit einer oder mehreren Vorwärtsturbinen bzw. mit dem zugehörigen Getriebe zu verbinden, daß sie bei normaler Vorwärtsfahrt des Schiffes stillsteht, aber zur Einleitung des Umsteuermanövers während des Betriebes mittels besonderer Einrichtungen in der »Vorwärts«-Drehrichtung hochgefahren werden kann und über eine selbsttätig wirkende Kuppelvorrichtung mit der laufenden Vorwärtsturbine bzw. deren Getriebe verbunden werden kann. Die selbsttätige Kuppelvorrichtung wird erfindungsgemäß vorzugsweise als Freilaufvorrichtung ausgebildet, die bei Erreichung des Gleichlaufes mittels eines Sperrorgans blockiert wird. Sie kann erfindungsgemäß aber auch als Schaltkupplung ausgeführt werden, z. B. als hydraulisch betätigte Lamellenkupplung, die bei oder annähernd bei Gleichlauf geschaltet wird. Durch das Hochfahren der Rückwärtsturbine vor der Zuschaltung werden auch Reibungs- oder Klauenkupplungen, z. B. Lamellenkupplungen,für die hier in Frage kommenden großen Leistungen verwendbar, weil sie keine nennenswerte Beschleunigungsarbeit, die sich in Wärme umsetzt, aufzunehmen haben.According to the invention it is proposed to have one or more reverse turbines so with one or more forward turbines or with the associated gearbox connect that it stands still during normal forward travel of the ship, but for Initiation of the reversing maneuver during operation by means of special equipment can be started up in the "forward" direction of rotation and automatically via one Acting coupling device with the running forward turbine or its gearbox can be connected. The automatic coupling device is preferred according to the invention designed as a freewheel device, which by means of synchronism when achieving synchronization a blocking organ is blocked. According to the invention, however, it can also be used as a clutch be carried out, e.g. B. as a hydraulically operated multi-plate clutch, which is at or is switched approximately with synchronism. By starting the reverse turbine Before switching on, friction or claw clutches, e.g. B. multi-disc clutches, for the great achievements in question here can be used because they are not worth mentioning Acceleration work, which is converted into heat, have to take up.

Das Hochfahren der Rückwärtsturbine in der »Vorwärts«-Drehrichtung bei Maschinenmanövern erfolgt erfindungsgemäß durch eine Anfahr-Hüfsturbine, die »Vorwärts«-Beschaufelung besitzt und die Rückwärtsturbine so lange beschleunigt, bis diese die jeweilige Drehzahl der Vorwärtsturbine erreicht hat. Beim Erreichen derselben oder bei Annäherung an den Gleichlaufzustand rückt die selbsttätige Kuppelvorrichtung, z. B. eine Freilaufvorrichtung, stoßlos ein, so daß eine feste Verbindung hergestellt wird. Die Rückwärtsturbine kann nunmehr mitTreibgas beäufschlagt werden und ein Brems- bzw. Rückwärtsmoment ausüben.Starting up the reverse turbine in the "forward" direction of rotation in machine maneuvers is carried out according to the invention by a starting-hip turbine, the Has "forward" blades and accelerates the reverse turbine for so long until it has reached the respective speed of the forward turbine. Upon reaching the same or when the synchronous state is approached, the automatic coupling device moves, z. B. a freewheel device, a bumpless, so that a firm connection is made will. The reverse turbine can now be charged with propellant gas and switched on Apply braking or reverse torque.

Dieser erfindungsgemäß ausgebildete Schiffsantrieb , hat den Vorzug, daß die Rückwärtsturbine während des Normalbetriebes keine Verluste verursacht. Sie kann aber jederzeit innerhalb weniger Sekunden zugeschaltet werden. Sie kann beliebig dimensioniert werden.This ship propulsion system designed according to the invention has the advantage of that the reverse turbine causes no losses during normal operation. However, it can be switched on at any time within a few seconds. she can can be dimensioned as required.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine aus einer Getriebeturbine bestehende Schiffsantriebsanlage, Fig. 2 und 3 selbsttätige Kuppelvorrichtungen zur Verbindung der Rückwärtsturbine mit dem Getriebe. In Fig. 1 liefert ein nicht dargestellter Treibgaserzeuger beliebiger Art, z. B. ein Turbo-Gaserzeuger oder ein Freikolben-Treibgaserzeuger, sein Treibgas an eine »Vorwärts«-Gasturbine 4 bzw.nach Umschaltung an ein »Rückwärts«-Turbinenaggregat 1, bestehend aus Rückwärtsturbine 2 und Anfahr-Hilfsturbine 3, die erfindungsgemäß im gleichen Gehäuse angeordnet sind, jedoch auch getrennt ausgeführt werden können.Embodiments of the invention are simplified in the drawing shown. 1 shows a ship propulsion system consisting of a geared turbine, 2 and 3 automatic coupling devices for connecting the reverse turbine with the gearbox. In Fig. 1, a propellant gas generator, not shown, provides any desired Kind, e.g. B. a turbo gas generator or a free piston propellant gas generator, its propellant gas to a "forward" gas turbine 4 or, after switching over, to a "reverse" turbine unit 1, consisting of reverse turbine 2 and starting auxiliary turbine 3, which according to the invention are arranged in the same housing, but can also be carried out separately.

Die Turbinen treiben über ein zweistufiges Zahnradgetriebe 5, 6, 7, 8 die Propellerwelle 9. Zwischen der Vw-Turbine 4 und dem Rw-Turbinenaggregat 1 ist eine selbsttätige Kuppelvorrichtung 10 angeordnet, die erfindungsgemäß als sperrbare Freilaufeinrichtung ausgebildet ist. Diese ist so beschaffen, daß das Rw-Turbinenaggregat nach dem Hochfahren durch die Anfahr-Hilfsturbine 3 mit der Vw-Turbine auf Gleichlauf kommen und die Freilaufwirkung nach dem Erreichen desselben durch Sperrung aufgehoben werden kann. Damit entsteht eine starre Verbindung mit der Vw-Turbine, die erst durch einen weiteren Eingriff wieder aufgehoben wird. Die Hilfsturbine 3 ist erfindungsgemäß so bemessen, daß sie zwar die Rw-Turbine in hinreichend kurzer Zeit, z. B. in. einigen Sekunden, auf Gleichlauf mit der Vw-Turbine bringen kann, aber infolge des mit der Drehzahl zunehmenden Ventilationsverlustes der Rw-Turbine nicht wesentlich über die Höchstdrehzahl der Vw-Turbine hinaus.The turbines drive a two-stage gear transmission 5, 6, 7, 8 the propeller shaft 9. Between the Vw turbine 4 and the Rw turbine unit 1 an automatic coupling device 10 is arranged, which according to the invention as a lockable Freewheel device is formed. This is such that the Rw turbine unit after starting up by the starting auxiliary turbine 3 with the Vw turbine in synchronization come and the freewheeling effect after reaching the same canceled by blocking can be. This creates a rigid connection with the VW turbine, which is only is canceled by a further intervention. The auxiliary turbine 3 is according to the invention dimensioned so that although they the Rw turbine in a sufficiently short time, z. B. in. Some Seconds, can bring it in sync with the Vw turbine, but as a result of the Speed of increasing ventilation loss of the Rw turbine does not significantly exceed the maximum speed of the Vw turbine.

Bei der in Fig. 2 dargestellten selbsttätigen Kuppelvorrichtung steht das Wellenende 12 mit der Rw-Turbine und das Wellenende 12 mit der Vw-Turbine bzw. einer Getriebewelle in Verbindung. Dazwischen befindet sich eine Freilaufvorrichtung in Klemmrollenbauart an sich bekannter Art, bestehend aus der Freilauftrommel13, den vorzugsweise in einem Korb geführten Klemmrollen 14 und dem die Klemmrollen tragenden Klemmbahnträger 15.When the automatic coupling device shown in Fig. 2 is the shaft end 12 with the Rw turbine and the shaft end 12 with the Vw turbine or a transmission shaft in connection. In between there is a freewheel device in clamping roller design of a type known per se, consisting of the free-wheeling drum13, the pinch rollers 14, which are preferably guided in a basket, and the pinch rollers load-bearing clamp carrier 15.

Wird zur Einleitung von Maschinenmanövern während des Vorwärtsganges der Maschinenanlage die Rw-Turbine mit Hilfe der Umsteuer- bzw. Anfahr-Hilfsturbine 3 hochgefahren, so kommen nach Erreichung des Gleichlaufes die Klemmrollen unter Spannung und übertragen ein kleines Restmoment der Anfahr-Hilfsturbine 3 auf das Getriebe. Hierauf wird erfindungsgemäß, vorzugsweise selbsttätig, die Kupplungsmuffe 16 auf einer Sternkeilbahn nach rechts verschoben, so daß sie mit den Zähnen 17 eine starre Verbindung mit der Freilauftrommel 13 herstellt. Nach der damit erfolgten Sperrung des Freilaufes wird erfindungsgemäß, vorzugsweise selbsttätig, ein Sperrorgan, z. B. ein Ventil oder ein Schieber in einer Druckölleitung, zur Betätigung des Gasschiebers bzw. des Gasventils der Rw-Turbine freigegeben. Die Rückwärtsturbine kann dadurch mit Treibgas beaufschlagt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie durchgeht.Used to initiate machine maneuvers while moving forward of the machine system, the reverse turbine with the help of the reversing or start-up auxiliary turbine 3 is started up, the pinch rollers come under after synchronism has been achieved Voltage and transfer a small residual torque of the starting auxiliary turbine 3 to the Transmission. According to the invention, the coupling sleeve is thereupon, preferably automatically 16 shifted to the right on a star wedge track so that it is with the teeth 17 establishes a rigid connection with the free-wheeling drum 13. After that took place Blocking of the freewheel is according to the invention, preferably automatically, a blocking element, z. B. a valve or a slide in a pressure oil line for actuating the gas slide or the gas valve of the Rw turbine released. The reverse turbine can thereby be charged with propellant gas without the risk of it going through.

Die beschriebenen Vorgänge können miteinander in eine Zwangläufigkeit gebracht werden, sei es mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder in irgendwelchen Kombinationen, so daß sie, z. B. bei Betätigung eines Manövrierhandrades, in: der erforderlichen Reihenfolge selbsttätig vonstatten gehen. Damit können weder die Kupplungszähne 17 zum Eingriff kommen, solange noch eine nennenswerte Drehzahldifferenz zwischen den Teilen 16 und 13 besteht, noch kann die Rw-Turbine beaufschlagt werden, ehe die Kupplungsmuffe 16 eingerückt hat. Die Betätigung der verschiedenen Teile erfolgt zweckmäßig durch Drucköl, erfindungsgemäß etwa derart, daß eine Verschiebung der Kupplungsmuffe 16 erst möglich wird, wenn zwei Fliehkraftregler, die mit den zu kuppelnden Wellen verbunden sind, gemeinsam einen Druckölweg freigeben.The processes described can interrelate in an inevitability be brought, be it mechanically, hydraulically, pneumatically, electrically or in any combinations so that they, e.g. B. when operating a maneuvering handwheel, in: proceed automatically in the required sequence. So neither can the clutch teeth 17 come into engagement as long as there is still a significant speed difference exists between parts 16 and 13, the Rw turbine can still be pressurized, before the coupling sleeve 16 has engaged. The operation of the various parts takes place expediently by pressure oil, according to the invention approximately in such a way that a shift the coupling sleeve 16 is only possible when two centrifugal governors that with the are connected to be coupled shafts, jointly release a pressure oil path.

Die Zwangläufigkeit kann auch so hergestellt werden, daß ein Druckölweg erst freigegeben wird, wenn das Freilauforgan unter Spannung steht und damit Gleichlauf vorliegt. Alsdann kann die Kupplungsmuffe 16 mittels Hydraulikkolbens verschoben werden. Die hydraulische Öffnung des Gasventils ist erst dann möglich, wenn die Kupplungsmuffe 16 ihrerseits, z. B: über einen durch ein Gestänge betätigten Schieber, einen Druckölweg freigibt.The inevitability can also be established so that a pressure oil path is only released when the freewheeling element is under tension and thus synchronism is present. The coupling sleeve 16 can then be displaced by means of hydraulic pistons will. The hydraulic opening of the gas valve is only possible when the Coupling sleeve 16 in turn, for. B: via a slide operated by a rod, releases a pressure oil path.

Die Anfahr-Hilfsturbine 3 kann auch bei ausgekuppelter Rw-Turbine beaufschlagt werden, ohne daß etwas passiert, da erfindungsgemäß ihre Leistung nur so knapp gewählt wird, daß sie nicht ausreicht, um die Rw-Turbine zum Durchgehen in der »Vorwärts«-Drehrichtung zu bringen.The starting auxiliary turbine 3 can also be used when the Rw turbine is disengaged can be applied without that something happens because according to the invention its power is chosen so tightly that it is insufficient for the Rw turbine to go through in the "forward" direction of rotation.

Es ist z. B. möglich, in Erwartung eines Maschinenmanövers die Rw-Turbine mittels der Hilfsturbine 3 auf etwa 90 % der Vw-Drehzahl in der Vorwärts-Drehrichtung hochzufahren. Nach Drosselung der Vw-Turbine zur Fahrtverringerung kommen beide Turbinen auf Gleichlauf. Die Kupplungsmuffe 16 kann jetzt verschoben werden, und die Anlage ist voll manövrierfähig. Wegen des Hochfahrens der Rw-Turbine in der Vorwärts-Drehrichtung bis zum Gleichlauf erfolgen die Schaltvorgänge vollkommen stoßfrei und mit derselben Sicherheit, als wenn sie bei Stillstand vor sich gehen würden.It is Z. B. possible, in anticipation of a machine maneuver, the Rw turbine by means of the auxiliary turbine 3 to about 90% of the Vw speed in the forward direction of rotation boot up. After throttling the VW turbine to reduce speed, both come Turbines in sync. The coupling sleeve 16 can now be moved, and the system is fully maneuverable. Because of the startup of the Rw turbine in the In the forward direction of rotation up to synchronism, the switching operations take place completely shock-free and with the same security as when they are at a standstill would.

Die in Fig. 3 dargestellte selbsttätige Kuppelvorrichtung zur Anwendung bei der Erfindung enthält erfindungsgemäß als Hauptteil eine Abweis-Klauenkupplung an sich bekannter Art.The automatic coupling device shown in Fig. 3 for use according to the invention, the main part of the invention contains a deflector claw coupling known type.

Die Herstellung der Zwangläufigkeit mit der Beaufschlagung der Rw-Turbine kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Es können sogar Vereinfachungen eintreten, denn der Zeitpunkt des Andrückens der Abweisklauen ist nicht wesentlich, weil sich die Klauen 17 so lange selbsttätig abweisen, bis der Gleichlauf durchfahren wird.The creation of inevitability with the loading of the Rw turbine can take place in a manner similar to that described with reference to FIG. 2. It can even simplifications occur, because the time of pressing the deflector claws is not essential because the claws 17 automatically reject until the synchronism is run through.

Der Betätigungsmechanismus wird daher zweckmäßig so ausgebildet, daß gleichzeitig mit dem Hochfahren der Rw-Turbine durch die Hilfsturbine 3 bzw. mit der Öffnung von deren Gasventil ein Druckölweg für die Verschiebung der Kupplungsmuffe 16 geöffnet wird. Die Kupplungszähne kommen damit zum leichten Anliegen, werden aber ständig abgewiesen, solange noch kein Gleichlauf vorliegt. Nähern sich die beiden Drehzahlen bzw. wird der Gleichlauf durchfahren, so rückt die Kupplungsmuffe 16 selbsttätig ein. Die Einrückbewegung der Kupplungsmuffe gibt dann durch irgendeine Verbindung einen Druckölweg zur Betätigung des Gasventils der Rw-Turbine frei, und die Rw-Turbine kann mit Treibgas beaufschlagt werden.The actuating mechanism is therefore expediently designed so that at the same time as the Rw turbine is started up by the auxiliary turbine 3 or with the opening of their gas valve a pressure oil path for the displacement of the coupling sleeve 16 is opened. The clutch teeth come to light concern but constantly rejected as long as there is still no synchronization. Approach the at both speeds or if synchronism is traversed, the coupling sleeve moves 16 automatically. The engagement movement of the coupling sleeve is then by any Connection a pressure oil path for actuating the gas valve of the Rw turbine free, and the Rw turbine can be charged with propellant gas.

Eine selbsttätige Kuppelvorrichtung 10, etwa ein Klemmrollenfreilauf entsprechend Fig. 2 oder ein Abweisklauenfreilauf entsprechend Fig. 3, kann außer auf einer Turbinenwelle auch auf irgendeiner Zwischenwelle des entsprechend ausgebildeten Getriebes angeordnet werden. Zum Beispiel kann die Rückwärtsturbine 1, 2, 3 über eine eigene Zahnradübersetzung auf das Rad 7 wirken und die selbsttätige Kuppelvorrichtung 10 auch auf der Welle dieses Rades angeordnet werden.An automatic coupling device 10, such as a clamping roller freewheel according to FIG. 2 or a Abweisklauenfreewheel according to FIG. 3, can except on a turbine shaft also on any intermediate shaft of the appropriately designed one Gear to be arranged. For example, the reverse turbine 1, 2, 3 over its own gear ratio act on the wheel 7 and the automatic coupling device 10 can also be placed on the shaft of this wheel.

Bei Antrieben mit mehreren auf ein Getriebe wirkenden Vw-Turbinen kann jeder eine eigene Rw-Turbine mit zugehöriger selbsttätiger Kuppelvorrichtung zugeordnet werden. Es kann auch für mehrere Vw-Turbinen nur eine Rw-Turbine vorgesehen werden. Enthält z. B. eine Anlage zwei Vw-Turbinen und eine Rw-Turbine etwa gleicher Leistung, so sind 50 Rückwärtsleistung erreichbar. Die Anlage kann dabei auch so ausgebildet werden, daß alle drei Turbinen gleich sind, wobei sich durch spiegelbildliche Anordnung der Rw-Turbine eine Umkehrung der Drehrichtung ergibt. Die kleine Anfahr-Hilfsturbine3 kann in irgendeiner Form mit der Rw-Turbine verbunden werden, z. B. durch Anflanschen.For drives with several Vw turbines acting on one gear everyone can have their own Rw turbine with an associated automatic coupling device be assigned. Only one Rw turbine can also be provided for several Vw turbines will. Contains e.g. B. a system two Vw turbines and a Rw turbine about the same Power, 50 reverse power can be achieved. The system can also do this be designed so that all three turbines are the same, with mirror images Arrangement of the Rw turbine results in a reversal of the direction of rotation. The small start-up auxiliary turbine 3 can be connected to the Rw turbine in some form, e.g. B. by flanging.

Die Anfahr-Hilfsturbine kann, da sie nur eine relativ kleine Leistung zu entwickeln braucht und nur kurzzeitig in Betrieb ist, in einfachster Weise und ohne Rücksicht auf den Wirkungsgrad ausgefüht werden, z. B. einstufig und mit fliegendem Läufer.The start-up auxiliary turbine can, since it only has a relatively small output needs to be developed and is only in operation for a short time, in the simplest possible way and be executed regardless of the efficiency, z. B. single-stage and with flying Runner.

In geeigneten Fällen ist es sogar möglich, auf eine getrennte Hilfsturbine völlig zu verzichten, wenn man die Rw-Turbine wenigstens bei einer Stufe zeitweise auf dem Schaufelrücken beaufschlagt. Die Schaufeln können entsprechend ausgebildet werden, und es kann eine passende Düsengruppe in die Rw-Turbine eingebaut werden. Der Wirkungsgrad ist dabei zwar schlecht, was aber praktisch bedeutungslos ist; da die Rw-Turbine nur bis zum Gleichlauf zu beschleunigen ist, was in wenigen Sekunden geschehen kann.In suitable cases it is even possible to use a separate auxiliary turbine To do without completely, if you have the Rw turbine at least at one stage at times applied to the back of the blade. The blades can be designed accordingly and a suitable group of nozzles can be installed in the Rw turbine. The efficiency is bad, but this is practically meaningless; since the Rw turbine can only be accelerated to synchronism, which takes a few seconds can happen.

Während des ganzen Manöverbetriebes, etwa bei Fahrt im Revier, beim Durchfahren eines Kanals oder in ähnlichen Fällen, kann die Verbindung der Rw-Turbine mit der Vw-Turbine bestehenbleiben und erst bei freier Fahrt gelöst werden. Zur Erleichterung des Auskuppelns und um die Klauen beim Ausrücken vom Drehmoment zu entlasten, kann die Anfahr-Hilfsturbine kurzzeitig beaufschlagt werden, was auch selbsttätig geschehen kann. Es kann aber auch bei jedem Maschinenmanöver neu eingekuppelt werden, da das bei Anwendung der Erfindung in wenigen Sekunden betriebssicher geschehen kann.During the entire maneuver operation, for example when driving in the area, at Passing through a canal or in similar cases, the connection of the Rw turbine remain in place with the VW turbine and only be released when the vehicle is moving freely. To the Easier to disengage and to close the claws when disengaging the torque relieve the starting auxiliary turbine can be acted upon briefly, which also can happen automatically. However, it can also be re-engaged with each machine maneuver are, since this can be done reliably in a few seconds when using the invention can.

Zur Sicherung der Manöverbereitschaft kann die Schmierölversorgung der stillstehenden Rw-Turbine aufrechterhalten bleiben, ebenfalls kann die Rw-Turbine auf geeignete Weise, z. B. mittels Abgas, warmgehalten werden.To ensure readiness for maneuvering, the lubricating oil supply of the stationary Rw turbine can be maintained, likewise the Rw turbine in a suitable manner, e.g. B. be kept warm by means of exhaust gas.

Bei Schiffsantrieben nach der Erfindung kann das Treibgas beliebiger Herkunft sein und z. B. von Kolben- oder Turbo-Gaserzeugern herrühren. Es ist auch möglich, die Erfindung bei Antrieben zu verwenden, deren Treibmittel von einem nach dem sogenannten »Walter«-Verfahren arbeitenden Zersetzer geliefert wird. Weiterhin kann die Erfindung auch bei kombinierten Gas-Dampf-Anlagen Verwendung finden (Pauker-Verfahren). Ebenso kann die Erfindung sowohl bei Gasturbinenanlagen mit offenem als auch geschlossenem oder teilgeschlossenem Kreislauf Verwendung finden. Dabei ist es gleichgültig, ob die in den Arbeitsprozessen wirkenden Wärmemengen von Verbrennungsvorgängen oder Kernreaktionen herrühren.In ship propulsion according to the invention, the propellant gas can be any Be origin and z. B. from piston or turbo gas generators. It is also possible to use the invention in drives, the propellant of one after the so-called "Walter" method working decomposer is supplied. Farther the invention can also be used in combined gas-steam systems (Pauker process). The invention can also be used in gas turbine systems with both open and closed or a partially closed cycle. It does not matter whether the amount of heat from combustion processes acting in the work processes or Nuclear reactions originate.

In geeigneten Fällen kann die Erfindung auch bei Verwendung von Wasserdampf als Turbinentreibmittel Vorteile bieten. Das gilt besonders dann, wenn eine relativ hohe Rückwärtsleistung erwünscht ist. Zum Beispiel haben sehr große Schiffe mit aus wirtschaftlichen Gründen mäßiger Antriebsleistung, etwa sogenannte »Supertanker«, bei der üblichen Bemessung der Rückwärtsturbine ein gefährlich schwerfälliges Manövrierverhalten. Bei Anwendung der Erfindung könnte eine bedeutend höhere Rückwärtsleistung angewandt und damit eine beträchtliche Verbesserung desselben erzielt werden. Als Nebenvorteil ergäbe sich dabei noch die Möglichkeit, höhere Dampftemperaturen betriebssicher zu verwenden und die Vw-Turbine günstiger auszulegen, so daß auch der Wärmeverbrauch derartiger Anlagen besser würde.In suitable cases, the invention can also be carried out using steam offer advantages as a turbine propellant. This is especially true when a relative high reverse power is desired. For example, have very large ships with you For economic reasons, moderate propulsion power, such as so-called "super tankers", with the usual dimensioning of the backward turbine a dangerously clumsy maneuvering behavior. Significantly higher reverse power could be applied using the invention and thus a considerable improvement of the same can be achieved. As a side benefit there would still be the possibility of operating higher steam temperatures to use and to design the Vw turbine cheaper, so that the heat consumption such systems would be better.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Reversible ship propulsion, in which a propeller is driven by one or more gas turbines and the direction of rotation is reversed by one or more reversing turbines, which can be uncoupled when driving forward, characterized in that the reversing turbine (or the reversing turbines 2) by a auxiliary start-up turbine (3) connected to it with "forward" blades for the purpose of coupling can be started up in the "forward" direction of rotation, the coupling of the reverse turbine to the drive system being carried out by known automatic, in particular mechanical coupling devices (10) , which establish a connection when approaching or when passing through the synchronism.

2. Reversible ship drive according to claim 1, characterized in that the the reverse turbine (2) with the forward turbine (4) or the gearbox (5, 6, 7, 8) connecting automatic coupling device (10) as a freewheel device is formed with a locking member of a known type.

3. Reversible ship propulsion system according to claim 1 and 2, characterized in that the automatically acting coupling device connecting the reverse turbine to the forward turbine or the gearbox consists of a clamping body freewheel (13, 14, 15) and a claw or tooth clutch (16, 17) that can be engaged with synchronism.

4. Reversible ship propulsion system according to Claim 1, characterized in that the automatically acting coupling device connecting the reverse turbine to the forward turbine or the transmission is designed as a deflector claw coupling of a type known per se (16,17,18) .

5. Reversible ship propulsion according to claim 1, characterized in that the reverse turbine with the forward turbine or the transmission connecting automatically acting coupling device in known Way from a friction clutch, in particular a hydraulically operated multi-plate clutch, consists.

6. Reversible ship drive according to claim 1, 2, 3, 4 and 5, characterized characterized in that the actuation of the gas shut-off element of the reverse turbine with the actuation of the locking devices of the freewheel device or another coupling device is brought into an inevitability, such that an opening of the gas valve or the throttle valve can only take place after the locking device of the freewheel or the coupling device is engaged, preferably so that the movement of the locking or coupling elements hydraulically the movement of the gas shut-off element of the reverse turbine releases.

7. Reversible ship propulsion system according to Claim 1, 2, 3, 4, 5 and 6, characterized in that the locking or coupling elements (16) can be engaged or disengaged in synchronism by the interaction of two speed regulators. B. Reversible ship propulsion according to claim 1, characterized in that the power or the torque of the starting auxiliary turbine (3) is dimensioned so that the reverse turbine coupled with it can reach the full speed of the forward turbine, but can only slightly exceed it that a further increase in speed is prevented by the ventilation or wheel friction work of the reverse turbine, which increases with increasing speed. 9: Reversible ship propulsion system according to Claim 1, characterized in that one or more forward turbines are assigned one or more identical reverse turbines, which are arranged or are arranged in a mirror-inverted manner so that they turn the gearbox in the reverse direction of rotation when applied. 10. Reversible ship propulsion system according to claim 1, characterized in that a reverse turbine itself is designed as a starting auxiliary turbine, for example in such a way that, as is known per se, it has a "forward" blade part in its housing. 11. Reversible ship propulsion according to claim 1, characterized in that a reverse turbine itself is designed as a starting auxiliary turbine by its blades, as known per se, being wholly or partially acted upon by suitable nozzles on the blade back 651707; Swiss patents Nos. 311372, 321268; French Patent No. 1160 587; "Motorship" magazine, 1953/1954, p. 396, article "Reversing Marine Gas Turbines"; Engineer magazine, 1956, p. 581, Fig. 2.