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Verfahren zum Umsteuern einer Turbinenanlage, insbesondere zum Schiffsantrieb,
und nach diesem Verfahren umsteuer(bare Turbinenanlage Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Umsteuern einer Turbinenanlage, insbesondere zum Schiffsantrieb, die
je eine aus einer gemeinsamen Arbeitsmittelquelle gespeiste Vorwärts- und
Rückwärtsturbine, enthält, von denen die mit der Abtriebswelle verbundene Vorwärtsturbine
bei Vorwärtsfahrt unabhängig von der Rückwärtsturbine umläuft, mit der sie über
eine Kupplungsanordnung kuppelbar ist und bei der bei Rückwärtsfahrt die Rückwärtsturbine
mit der Vorwärtsturbine gekuppelt wird, die dann rückwärts leer mitläuft, während
die Rückwärtsturbine die Abtriebswelle antreibt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine nach diesem Verfahren umsteuerbare
Turbinenanlage.
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Bei Turbinenanlagen für Schiffsantriebe muß zur Rückwärtsfahrt und
insbesondere zum Manövrieren des Schiffes eine Umkehr der Schub- und Wirkungsrichtung
der Schiffsschraube möglich sein. Zu diesem Zweck sind bisher Schiffsschrauben mit
entsprechend verstellbaren Schaufelblättern sowie vom Vorwärtsantrieb unabhängige,
z. B. elektrische Rückwärtsantriebe und zwischen der Turbinenanlage und der Schiffsschraube
eingeschaltete Umkehrgetriebe bekanntgeworden.
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Es ist auch bekannt, auf ein und derselben Antriebswelle außer der
Vorwärtsturbine auch noch eine Rückwärtsturbine anzuordnen und außerdem Steuergeräte
anzuwenden, durch welche das zum Antrieb der Vorwärtsturbine dienende Arbeitsmittel
zum Rückwärtsantrieb auf die Rückwärtsturbine umgeleitet werden kann. Während der
Vorwärtsfahrt wird der dann nicht beaufschlagte Läufer der Rückwärtsturbine von
der Vorwärtsturbine aus mitgedreht. Ein solches Mitlaufen der Rückwärtsturbine bringt
jedoch - hauptsächlich durch die hierbei nutzlos erzeugte Luftwirbelung
- Verluste mit sich, was einen erheblichen wirtschaftlichen Nachteil darstellt,
da ein Schiff vorwiegend in Vorwärtsrichtung und nur relativ kurze Zeit in Rückwärtsrichtung
angetrieben wird.
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Bei einer anderen druckschriftlich veröffentlichten Turbinenanlage
für den Antrieb eines Schraubenschiffes können eine Vorwärts- und eine Rückwärts-Gasturbine
über je eine nachgiebige Reibungs- oder Flüssigkeitskupplung wahlweise mit
der Abtriebs-oder Schraubenwelle gekuppelt werden, indem je-
weils die eine
Kupplung ein- und die andere ausgeschaltet wird. Es ist also bei Vorwärtsfahrt und
bei Rückwärtsfahrt immer nur die eine oder die andere der beiden Turbinen als Antriebsturbine
im Betrieb.
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Diese Turbinenanlage benötigt zwei relativ teure Kurmluneen und ein
Getriebe. über das wahlweise eine der beiden Turbinen die Schiffsschraubenwelle
antreiben kann. In welcher Weise die Umsteuerung von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt
erfolgen soll, ist in der Veröffentlichung nichts ausgesagt; der Umsteuervorgang
spielt sich offenbar in der Weise ab, daß zunächst die im Betrieb befindliche Vorwärtsturbine
nach entsprechender Verringerung der Arbeitsmittelzufuhr von dem Getriebe getrennt
und die Rückwärtsturbine mit dem Getriebe gekuppelt und mit Arbeitsmittel im Sinne
ihrer normalen Rückwärtsfahrt-Drehrichtung beaufschlagt wird.
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Die Rückwärtsturbine dieser bekanntgewordenen Anlage kann auch mit
einer Beschaufelung versehen werden, die ihren Betrieb als Verdichter mit einer
ihrer normalen Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung gestattet; in diesem
Fall bleibt die Rückwärtsturbine auch bei Vorwärtsfahrt mit dem Getriebe gekuppelt
und wird von der Vorwärtsturbine angetrieben. Um als Verdichter für die Lieferung
der Verbrennungsluft arbeiten zu können, muß sie aber von den Leitungen für die
Zufuhr de#'Turbinen-Arbeitsmediums abgetrennt und an ehtsprechende Luftleitungen
angeschlossen werden. Diese Umschaltung - die beim übergang auf Rückwärts-Fahrbetrieb
rückgängig gemacht werden muß - ergibt eine zusätzliche Erschwerung für das
schnelle Umsteuern der Turbinenanlage.
Schließlich ist noch, eine
andere Turbinenanlage bekanntgeworden, bei der eine Vorwärtsturbine stets mit der
Abtriebswelle bzw. der Schiffsschraubenwelle in Triebverbindung bleibt und die Rückwärtsturbine
mittels einer Klauenkupplung nur dann mit der Welle der Vorwärtsturbine und über
deren Welle auch mit der Abtriebswelle gekuppelt wird, wenn die Abtriebswelle in
Rückwärtsfahrt-Drehrichtung angetrieben werden soll. Die Rückwärtsturbine kann im
Betrieb der Anlage dauernd in ihrer normalen, der Rückwärtsfahrt entsprechenden
Drehrichtung betrieben und zum Antrieb von Hilfsmaschinen, z. B. von Turbokompressoren
für die Lieferung von Druckluft für die Speisung der Brennkammern der als Gasturbinen
ausgeführten beiden Antriebsturbinen, ausgenutzt werden. Bei Rückwärtsfahrt läuft
die Vorwärtsturbine »rückwärts« leer mit.
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Diese Anlage benötigt zwar nur eine einfache Schaltkupplung zwischen
der Vorwärtsturbine und der Rückwärtsturbine; sie hat aber den entscheidenden Na#Iiteil,
daß die beim normalen Vorwärts-Betrieb mit einander entgegengesetzten Drehrichtungen
umlaufenden Turbinen erst dann miteinander gekuppelt werden können, wenn beide Turbinen
stillstehen (oder die Vorwärtsturbine mit einer der Drehzahl der Rückwärtsturbine
genau synchronen Drehzahl »rückwärts« läuft), was ein volles Abbremsen beider Turbinen
einschließlich der Schraubenwelle (oder sogar ein »Rückwärts«-Antreiben der Vorwärtsturbine
von dem. Wirksamwerden der Rückwärtsturbine) bedingt. Wegen der Verwendung einer
Klauenschaltkupplung ist es nicht möglich, die Rückwärtsturbine zum Abbremsen der
Vorwärtsturbine und der Abtriebswelle auszunutzen und so den Umsteuervorgang zu
beschleunigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Umsteuerung einer eingangs
erwähnten Turbinenanlage derart zu verbessern, daß bei Verwendung nur einer Kupplung
zwischen der Vorwärtsturbine und der Rückwärtsturbine der Umsteuervorgang relativ
schnell und einfach durchführbar ist.
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Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung im wesentlichen durch
ein neues Verfahren zum Umsteuern einer insbesondere zum Schiffsantrieb dienenden
Turbinenanlage gelöst worden, die je eine aus einer gemeinsamen Arbeitsmittelquelle
gespeiste Vorwärts- und Rückwärtsturbine enthält, von denen die mit der Abtriebswelle
verbundene Vorwärtsturbine bei Vorwärtsfahrt unabhängig von der Rückwärtsturbine
umläuft, mit der sie aber über eine Kupplungsanordnung kuppelbar ist, und bei der
bei Rückwärtsfahrt die Rückwärtsturbine mit der Vorwärtsturbine gekuppelt wird,
die dann rückwärts leer mitläuft, während die Rückwärtsturbine die Abtriebswelle
antreibt.
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Das neue Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß
zum übergang vom Betrieb der Vorwärtsturbine zum Betrieb der Rückwärtsturbine zunächst
die Rückwärtsturbine im Drehsinn der Vorwärtsturbine bis auf eine im wesentlichen
synchrone Drehzahl beschleunigt und dann mit der Vorwärtsturbine gekuppelt wird
und daß anschließend durch das bei Umsteuerverfahren von Turbinenanlagen bekannte
Umleiten des bei Vorwärtsfahrt zum Antrieb derVorwärtsturbine dienendenArbeitsmittels
zu der Rückwärtsturbine diese ihre Drehrichtung umkehrend im normalen Rückwärtsturbinendrehsinn
angetrieben wird. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung soll also - ausgehend
von dem Betriebszustand bei Vorwärtsfahrt, bei der allein die Vorwärtsturbine arbeitet
- zunächst die Rückwärtsturbine in dem für sie einem Rückwärtslauf entsprechenden
Drehsinn der Vorwärtsturbine beschleunigt werden, um die beiden Turbinen über die
Kupplung erst dann fest miteinander zu kuppeln, wenn ihre Drehzahlen im wesentlichen
gleich oder synchronisiert sind. Der hierzu notwendige Antrieb der Rückwärtsturbine
im Gegendrehsinn erfolgt zweckmäßigerweise auf Kosten der Leistung der Vorwärtsturbine,
deren Drehzahl dabei heruntergeht, beispielsweise durch Abzweigen von Arbeitsmittel
aus der Arbeitsmittelzuführleitung derVorwärtsturbine zu derRückwärtsturbine oder
durch eine zur Aufnahme eines großen Schlupfes geeignete Flüssigkeitskupplung, der
eine Reibungskupplung zugeordnet ist, die in an sich bekannter Weise erst bei angenähertem
Synchronlauf die beiden Turbinenwellen fest miteinander kuppelt.
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In dem zweiten Fall wird die zum Beschleunigen der Rückwärtsturbine
notwendige Leistung direkt von der Welle der Vorwärtsturbine abgenommen.
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Anschließend wird die fest mit der Vorwärtsturbine und dem Abtrieb
gekuppelte Rückwärtsturbine in ihrer normalen Drehrichtung für Rückwärtsfahrt mit
Arbeitsmittel beaufschlagt, wobei sie zunächst als Bremse und dann als Rückwärtsantrieb
arbeitet.
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Eine derartige Umsteuerung von Vorwärts- auf Rückwärtsantrieb ist
nicht nur technisch einfach und mit geringem Aufwand durchführbar, sie läßt sich
auch schnell ausführen und verbessertdieManövrierfähigkeit der Anlage.
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Eine nach dem neuen Verfahren umsteuerbare und insbesondere zum Schiffsantrieb
dienende Turbinenanlage zur Durchführung des zuvor gekennzeichneten Umsteuerverfahrens
enthält je eine Vorwärts- und eine bei Bedarf einen Eintrittsleitapparat
aufweisende Rückwärtsturbine, von denen die Vorwärtsturbine bei Vorwärtsfahrt unabhängig
von der Rückwärtsturbine umläuft, mit der sie aber über eine Kupplungsanordnung
küppelbar ist, und bei der bei Rückwärtsfahrt die Rückwärtsturbine mit der Vorwärtsturbine
gekuppelt wird, die dann rückwärts leer mitläuft, und die in bekannter Weise aus
einer gemeinsamen Arbeitsmittelquelle mit Arbeitsmittel gespeist werden, ist im
wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine beide Turbinen bei im wesentlichen
synchronen Drehzahlen miteinander verbindende Kupplung und ein Umsteuerventil für
das bei Rückwärtsfahrt bekannte Umleiten des bei Vorwärtsfahrt zum Antrieb der Vorwärtsturbine
dienenden Arbeitsmittels zu der mit der Vorwärtsturbine gekuppelten Rückwärtsturbine
zu deren Drehrichtungsumkehr und Antrieb im normalen Rückwärtsturbinendrehsinn vorhanden
und in der oben angegebenen Reihenfolge nacheinander betätigbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die
Mittel zum Beschleunigen der Rückwärtsturbine aus einer von der zur Vorwärtsturbine
führenden Arbeitsmittelleitung abgezweigten Leitung und einem im Gegendrehsinn der
Rückwärtsturbine angeordneten zusätzlichen Eintrittsleitapparat dieser Turbine,
an den die abgezweigte Leitung angeschlossen ist.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die Mittel
zum Beschleunigen der Rückwätsturbine in an sich bekannter Weise auch als eine
zum
angenäherten Synchronisieren der beiden Turbinen geeignete Flüssigkeitskupplung
ausgebildet sein, die mit einer Reibungskupplung kombiniert ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen konstruktive Einzelheiten
der erfindungsgemäßen Turbinenanlage.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß umsteuerbaren
Turbinenanlage in einer die wesentlichen Teile der Anlage veranschaulichenden Schemadarstellung,
F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage in
einer gleichen Schemadarstellung, F i g. 3 eine die Arbeitsweise einer Bedienungsvorrichtung
für das Umsteuern der erfindungsgemäßen Turbinenanlage veranschaulichende Schemadarstellung.
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Die in der F i g. 1 schematisch dargestellte Turbinenanlage
enthält eine als Axialturbine ausgebildete Vorwärtsturbine 1, die auf einer
Welle 2 sitzt, und eine Rückwärtsturbine 3, die auf der Welle 4 sitzt und
als Radialturbine mit radial nach innen strömendem Arbeitsmedium ausgeführt ist.
Die Welle 2 der Vorwärtsturbine ist an ihrem der Welle 4 zugewandten Ende mit dem
einen Teil la einer bei Synchronismus der beiden Wellen 2 und 4 einschaltbaren »Synchronkupplung«
nach Art einer überholkupplung fest verbunden, deren anderer Kupplungsteil
3 a fest mit der Welle 4 verbunden ist. Der auf der Rückwärtsturbinenwelle
4 sitzende Kupplungsteil 3 a ist etwa topfförmig ausgebildet und trägt
am inneren Umfang seiner zylindrischen Wand Zähne 5,
mit denen äußere Zähne
6 einer axial schiebbaren Kupplungsmuffe des Kupplungsteiles 1
a in Eingriff kommen. Die Kupplungsteile la und 3 a bilden eine »Synchronkupplung«,
deren beide Teile dann selbsttätig in Eingriff gelangen, wenn die Turbinen synchron
laufen, d. h. wenn die Drehrichtungen und Drehzahlen der beiden Turbinen
miteinander übereinstimmen; durch das selbsttätige Einrücken oder Einschalten dieser
Kupplung werden die beiden Wellen 2 und 4 antriebsmäßig miteinander gekuppelt.
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Um zu verhindern, daß die Zähne 6 der Kupplungsmuffe wieder
außer Eingriff mit den Zähnen 5
des Kupplungsteiles 3a kommen, wenn die Winkelgeschwindigkeit
der einen Turbine sich relativ zu der anderen ändert, ist ein Blockierarm 21a vorhanden,
der durch den Kolben eines hydraulischen Zylinders 21 betätigbar ist und die Kupplung
in der Eingriffsstellung gegen Lösen sperren kann.
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Die Vorwärtsturbine 1 ist über die Abtriebswelle
26 und ein Getriebe 27 mit der Schiffsschraube 28
gekuppelt.
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Das Arbeitsmittel für die beiden als Gasturbinen ausgeführten Turbinen
1 und 3 wird einem Druckbehälter 16 entnommen, der von einem
Freikolben-Druckgaserzeuger 17 mit Druckgas gespeist wird. Eine Leitung 1.4
verbindet den Druckbehälter 16
mit einem Verteiler- oder Umsteuerventil
13, das einen beweglichen Ventilkörper 13 a aufweist, dessen Bewegung
und Einstellung ein Verteilen des Arbeitsmediums in änderbaren Mengenverhältnissen
auf die beiden Turbinen gestattet. Der Ventilkörper 13a wird über einen hydraulischen
Steuerkolben 25 gesteuert. Von einem der beiden Ausgänge des Steuerventils
13 führt eine Leitung 1-5 zu dem Einlaßleitapparat 7 der Rückwärtstarbine'
3, während von dem anderen Auslaß eine Arbeitsmittelleitung 12 zu einem Umschaltventil
11 führt. >Das Uhischaltventil 11 ist zwischen zwei Stellungen bewegbar,
nämlich einer ersten Stellung, bei der die Leitung 1-2 mit einer Arbeitsmitteleinlaßleitung
9 für die Speisung der Vorwärtsturbine 1 in Verbindung steht, und
einer zweiten Stellung, in der die Leitung 12 sowohl mit der Leitung 9 als
auch einer Leitung 10 verbunden ist, die in einen zusätzlichen Eintrittsleitapparat
8 der Rückwärtsturbine 9 mündet. Dieser zusätzliche Leitapparat
8 ist derart ausgebildet, daß er das ihm zugeführte Arbeitsmedium mit einer
solchen Richtung in die Rückwärtsturbine 3 einführt, daß sich diese Turbine
in der ihrer normalen Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, also in der Drehrichtung
der Vorwärtsturbine 1, dreht.
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Die Steuerung der Turbinenanlage erfolgt hydraulisch über einen Steuerkasten
18, dessen Steuerelemente in Abhängigkeit von der, Einstellung des Steuerhebels
19 eines nach Art eines Schiffstelegraphen ausgebildeten Steuergerätes betätigt
werden können. Von dem Steuerkasten 18, der an eine nicht dargestellte Quelle
für ein hydraulisches Druckmedium angeschlossen ist, gehen Rohrleitungen 20, 22,
23 und 24 ab, welche das hydraulische Druckmedium den verschiedenen Betätigungselementen
der Anlage zuführen. über die Rohrleitung 20 wird die Bewegung des Kolbens in dem
hydraulischen Steuerzylinder 25 für das Umsteuerventil 13 gesteuert;
über die Rohrleitung 22 erfolgt die Steuerung der Brennstoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator
17;
über die Rohrleitung 23 erfolgt die Einstellung des Umschaltventils
11 und über die Rohrleitung 24 die Bewegung des Kolbens in dem hydraulischen
Zylinder 21 und damit die Betätigung des Blockierarmes 21a, der die »Synchronkupplung«
entweder in deren eingerückter Stellung blockiert und verhindert, daß die Verzahnungen
5 und 6 dieser Kupplung wieder außer Eingriff kommen können, oder
das selbsttätige Lösen dieser Kupplung freigibt.
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In einer nicht dargestellten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels
kann der Haupteintrittsleitapparat 7 der Rückwärtsturbine 3 mit verstellbaren
Leitschaufeln versehen sein, die aus ihrer normalen Einstellung, bei der sie der
Beschaufelung der Rückwärtsturbine 3 das Arbeitsmedium in der Richtung zuführen,
die der normalen, d. h. der Rückwärtsfahrt-Drehrichtung dieser Turbine entspricht,
in eine Stellung geschwenkt werden können, in der der Leitapparat 7 das Arbeitsmedium
der Beschaufelung der Rückwärtsturbine 3 in einer solchen Richtung zuführt,
daß diese Turbine in einer ihrer normalen Drehrichtung entgegengesetzt gerichteten
Drehrichtung angetrieben wird. Diese Abwandlung, die nicht dargestellt ist, macht
es möglich, den zusätzlichen Eintrittsleitapparat 8 wegzulassen.
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Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach der F i g. 2
sind zur Bezeichnung von Bauteilen, die Bauteilen der Anlage nach der F i
g. 1 gleichen, auch die gleichen Bezugszeichen wie dort verwendet. Die Axialvorwärtsturbine
1, die auf ihrer Welle -2 sitzt und die Schiffsschraube 28 über die
Abtriebswelle 26'
und das Getriebe 27 antreibt, wird unmittelbar von
einem Ausgang des Verteiler- oder Umsteuerventils 13 durch die Leitung. 12
mit, Arbeitsmittel gespeist. Die auf der Welle 4 sitzende Rückwärtsturbine
29,
ist auch eine Axialturbine und wird von dem anderen
Ausgang
des Verteiler- oder Umsteuerventils 13
durch die Leitung 15 gespeist.
Dem Verteiler- oder Umsteuerventil 13 wird das Arbeitsmittel durch die Leitung
14 von einem Druckbehälter 16 zugeführt, an den wie bei dem Beispiel nach
der F i g. 1 ein Druckgasgenerator 17 zur Lieferung des Druckgases
angeschlossen ist.
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Um die Rückwärtsturbine 29 in der gleichen Drehrichtung wie
die Vorwärtsturbine 1 anzutreiben, ist an Stelle der Synchronschaltkupplung
nach F i g. 1
eine Flüssigkeitskupplung 30 bekannter Bauart vorhanden,
die durch Einleiten von öl in die Kupplung wirksam gemacht werden kann, um
ein Drehmoment zu übertragen. Das öl wird der Kupplung 30 über eine
Rohrleitung 7 aus einem Behälter 33 mittels einer Pumpe 34 zugeführt;
es kann aus der Kupplung 30 durch eine in den Behälter 33 mündende
Rohrleitung 32 wieder abgelassen werden. Mit der Flüssigkeitskupplung
30 ist eine Reibungskupplung kombiniert, die eine direkte Triebverbindung
zwischen den beiden Turbinen 1 und 29 herstellen kann.
Die Reibungskupplung
enthält eine fest mit der Welle 2 verbundene Scheibe 36, die mit ihrer Umfangszone
zwischen Reibungsbeläge hineinragt.
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Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Anlage über den Steuerkasten
18 in Abhängigkeit von der Einstellung des Steuerhebels 19 gesteuert.
über die Rohrleitung 22 erfolgt die Einstellung der Brennstoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator
17, über die Rohrleitung 24 die Steuerung der Bewegung des Ventilkörpers
13 a des Verteiler- und Umsteuerventils 13; über die Rohrleitung
31 wird nunmehr die Ölzufuhr zu der Flüssigkeitskupplung 30 gesteuert.
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Die F i g. 3 zeigt in schematischer Weise die unterschiedlichen
Einstellmöglichkeiten des Steuerhebels 19. Die mit A bezeichnete Stellung
dieses Hebels ist die »Stop«-Stellung, und die Stellungen C und F sind die
Stellungen für »volle Fahrt voraus« und »volle Fahrt rückwärts«.
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Zunächst wird nun die Wirkungsweise und Betätigung der erfindungsgemäßen
Umsteuervorrichtung nach Fig. 1 beschrieben. In der Ausgangsstellung
A des Steuerhebels 19 sind die beiden Turbinen 1 und
3 miteinander starr gekuppelt, und das Umsteuerglied 13a des Verteiler- und
Umsteuerventils 13 steht in einer Mittellage; bei einer Zufuhr von Arbeitsmittel
zu dem Umsteuerventil 13 sind die jeder der beiden Turbinen zugeführten Anteile
des Arbeitsmediums derart, daß das in der Rückwärtslaufrichtung von der Rückwärtsturbine
3 ausgeübte Drehmoment dem von der Vorwärtsturbine 1 in der Vorwärtsdrehrichtung
ausgeübten Drehmoment das Gleichgewicht hält. Die Abtriebswelle 26 dreht
sich infolgedessen nicht, wenn der Druckgasgenerator 17
angelassen wird und
im Leerlauf arbeitet.
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Wenn der Steuerhebel 19 stetig in Richtung auf die »Voll-voraus«-Stellung
C bewegt wird, wie dies durch den Pfeil G gezeigt ist, bewegt sich
der Ventilkörper 13 a des Umsteuerventils 13 in dem Sinn, daß
ein zunehmend höherer Anteil des Arbeitsmittels der Vorwärtsturbine 1 zugeführt
wird, und die Abtriebswelle 26 wird in der Vorwärtsfahrtrichtung des Schiffes
angetrieben. Wenn der Steuerhebel eine StellungB erreicht hat, wird praktisch das
gesamte von dem Druckgasgenerator 17 im Leerlaufbetrieb i gelieferte Druckgas
der Vorwärtsturbine 1 zugeführt. In dieser StellungB wird der hydraulische
Zylinder 21 für die Betätigung des Blockierarmes 21a der Synchronkupplung in dem
Sinn beaufschlagt, daß der Blockierarin das selbsttätige Lösen der Synchronkupplung
freigibt. Eine weitere Bewegung des Steuerhebels 19 bewirkt eine Erhöhung
der Brenns stoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator 17, der dann mehr Arbeitsmittel
in die Vorwärtsturbine 1 hineinspeist. Wenn die Vorwärtsturbine
1 ihre Drehzahl erhöht, während die Rückwärtsturbine zurückbleibt, kommt
die Synchronkupplung selbsttätig außer Eingriff, und die nun von der Rückwärtsturbine
3 getrennte Vorwärtsturbine 1 kann auf ihre volle Drehzahl gebracht
werden.
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Wenn der Steuerhebel aus der Vorwärtsfahrtstellung C in Richtung
auf die Stopstellung A bewegt 5 wird, wie dies der Pfeil H zeigt,
wird zunächst die Brennstoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator 17 stetig verringert
und infolgedessen die Zufuhr von Arbeitsmittel zu der Vorwärtsturbine
1 entsprechend verkleinert. In dem Einstellungsbereich D des Steuerhebels
19 wird das Hilfsumschaltventil 11 in seine zweite Betriebsstellung
umgestellt, in der dieses Ventil einen Teil des Arbeitsmittels für die Vorwärtsturbine
1 zu dem Hilfseintrittsleitapparat 8 der Rückwärtsturbine
3 abzweigt, die dadurch in der gleichen Drehrichtung wie die Vorwärtsturbine
1 angetrieben wird. Es wird auch der hydraulische Zylinder 21 beaufschlagt,
so daß der Blockierarm 21 a auf die axial schiebbare Muffe des Kupplungsteiles la
der Synchronkupplung einwirkt und das selbsttätige Einrücken dieser Kupplung vorbereitet,
das durch den Druck dieses Armes bewirkt wird, sobald der synchrone Lauf beider
Turbinen erreicht ist. Wenn der Steuerhebel 10 in die Stellung B kommt und
die Rückwärtsturbine die synchrone Drehzahl hat, wird die Triebverbindung zwischen
den Turbinen durch die Synchronkupplung hergestellt, und das Hilfsumschaltventil
11 wird in seine erste Betriebsstellung zurückgeschaltet. In der Stellung
B des Steuerhebels 19 arbeitet der Druckgasgenerator 17 wieder im
Leerlauf, und eine weitere Drehzahlverringerung der Vorwärtsturbine tritt infolge
der Bewegung des Ventilkörpers 13a des Verteiler- oder Umsteuerventils
13 ein, der einen stetig zunehmenden Anteil des Arbeitsmittels auf den Haupteinrittsleitapparat
7 der Rückwärtsturbine 3 umleitet. In der Stellung A sind dann
die beiden Turbinen 1 und 3 über die gegen Lösen blockierte Synchronkupplung
starr miteinander verbunden und beide mit geringen Arbeitsmittelmengen, entsprechend
dem Leerlauf des Druckgasgenerators 17, normal beaufschlagt, wobei ihre einander
entgegengesetzten Drehmomente sich praktisch aufheben.
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Durch die weitere Bewegung des Steuerhebels19 aus der StellungA in
Richtung auf die »Voll-rückwärts«-Stellung F wird der Ventilkörper 13a des Umsteuerventils
13 derart bewegt, daß der Rückwärtsturbine3 über die Leitung15 zunehmend
größere Arbeitsmittelmengen aus dem immer noch im Leerlauf betriebenen Druckgasgenerator
17 zugeführt werden als der Vorwärtsturbine 1; beim Erreichen der
StellungE wird das gesamte Arbeitsmittel der Rückwärtsturbine 3 zugeführt.
Die weitere Bewegung des Steuerhebels 19 in der gleichen Richtung bewirkt
eine Erhöhung der Brennstoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator 17 und damit
eine Steigerung der der Rückwärtsturbine 3 zugeführten Arbeitsmittelmenge.
Die Rückwärtsturbine 3 treibt nun ihrerseits die Abtriebswelle
26 über die in ihrer Eingriffsstellung
blockierte Synchronkupplung
und die Welle2 der leer umlaufenden Vorwärtsturbinel in der einer Rückwärtsfahrt
entsprechenden Drehrichtung an; die beiden Turbinen bleiben also während der Rückwärtsfahrt
des Schiffes miteinander gekuppelt.
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Um die Abtriebswelle 26 aus der Rückwärtsfahrt-Drehrichtung
wieder zum Stillstand zu bringen, wird der Steuerhebel 19 aus seiner Stellung
E in die Stellung A gebracht, wobei sich die Steuervorgänge in umgekehrter
Folge abspielen.
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Die Betriebsweise des Ausführungsbeispiels der Erfindung nach der
F i g. 2 ist ähnlich wie die oben beschriebene, deshalb sollen nur die Unterschiede
in der Steuerung geschildert werden. Wenn in diesem Falle der Steuerhebel
19 aus der Stopstellung A
in Richtung auf die »Voll-voraus<#-Stellung
C bewegt wird, führt die Verschiebung des Ventilkörpers 13
a
dazu, daß ein stetig zunehmender Anteil des Arbeitsmittels der Vorwärtsturbine
1 zugeführt wird, während die beiden Turbinen noch miteinander über die Reibungskupplung
direkt gekuppelt sind und die Flüssigkeitskupplung 30 kein Öl enthält.
In der Hebelstellung B wird die Reibungskupplung gelöst. Die nun mit der Rückwärtsturbine
29 nicht mehr gekuppelte Vorwärtsturbine 1 wird dann bis auf volle
Drehzahl beschleunigt.
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Wenn der Steuerhebel 19 nun von der Stellung C
in Richtung
auf die StellungA zurückbewegt wird, verringert sich zunächst die Drehzahl der Vorwärtsturbine
1 infolge des stetigen Verkleinerns der Brennstoffzufuhr zu dem Druckgasgenerator
17. In einer Hebelstellung innerhalb des Bereiches D wird die Flüssigkeitskupplung
30 schnell mit Öl gefüllt. Durch das in die Flüssigkeitskupplung eingeführte
Öl erfolgt nun eine Drehmomentübertragung auf die Rückwärtsturbine
3, die dabei in der gleichen Richtung wie die Vorwärtsturbine 1 angetrieben
wird; wenn der Steuerhebel 19 sich der Stellung B nähert, sind die Drehzahlen
der beiden Turbinen einander bis auf einen geringen Schlupf angenähert, so daß die
Reibungskupplung 36 eingeschaltet werden kann, ohne eine unerwünschte große
Schlupfleistung aufnehmen zu müssen. Sodann wird das Öl aus der Flüssigkeitskupplung
30 wieder abgelassen, und die weitere Bewegung des Steuerhebels19 bewirkt
eine Einstellung des Ventilkörpers 13 a des Verteiler- und Umsteuerventils13
in eine Lage, bei der die Drehzahl der Vorwärtsturbine dadurch weiter verringert
wird, daß das Arbeitsmittel zwischen der Vorwärts-und Rückwärtsturbine derart aufgeteilt
wird, daß die Rückwärtsturbine bremsend wirkt.
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In den Stellungen des Steuerhebels 19 zwischen der Stellung
A und der »Voll-rückwärts«-StellungF wird die unmittelbare Triebverbindung
zwischen den beiden Turbinen aufrechterhalten, und die Rückwärtsfahrt des Schiffes
wird in der gleichen Weise gesteuert, wie dies unter Bezugnahme auf die Fig.
1
erläutert wurde.