DE167130C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Für viele Zwecke eignet sich die Dampfturbine ganz besonders als unmittelbare Antriebsmaschine; die gewöhnliche und wirksame Geschwindigkeit jedoch, mit welcher die Schraube eines Dampfschiffes anzutreiben ist, ist so außerordentlich viel kleiner als die gewöhnliche Geschwindigkeit einer Turbine von passender Größe, daß eine unmittelbare Kupplung zwischen der Turbinenwelle nur

ίο unter Zuhilfenahme von Schrauben und Turbinen ungewöhnlicher Abmessungen erfolgen kann, wobei dann trotzdem die Wirksamkeit der Einrichtung als Ganzes ernstlich beeinflußt wird und sich andere Schwierigkeiten infolge des zur Aufstellung derartig ungewöhnlicher Turbinen erforderlichen Raumes ergeben.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Anwendung der Turbinenkraft bei geeigneter Geschwindigkeit zum Antreiben von Fahrzeugen oder für ähnliche Zwecke, um die für die Praxis geeignetste Umdrehungsgeschwindigkeit der Schiffsschraube zu erzielen. .

Die allgemeine Anordnung besteht darin, daß man eine gewöhnliche Schiffsschraube und ihre Welle mit einer verhältnismäßig kleinen, von den Turbinen angetriebenen Schraube verbindet und letztere sowohl als Schiffsschraube als auch als primäres Element einer Pumpe wirken läßt, deren sekun3äres Element mit der Hauptschraube verbunden ist und einen Teil derselben bildet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des sekundären Elementes mit der Hauptschraube hängt von der Schlüpfung zwischen dem primären und sekundären Pumpenelement ab. Wenn beispielsweise das Primärelement 900 Umdrehungen in der Minute macht und die Schlüpfung zwischen dem Primär- und Sekundärelement so groß ist, daß das Sekundärelement sich nur mit einem Drittel der Geschwindigkeit des primären bewegt, dann macht die Hauptschraube 300 Umdrehungen in der Minute. Der Unterschied von 600 Umdrehungen in der Minute bringt die erforderliche hydraulische Wirkung hervor, durch welche der Hauptschraube Bewegung und Kraft mitgeteilt wird. Durch geeignete Anordnung und Ausgestaltung der Teile kann ein derartiger Geschwindigkeitsunterschied ohne einen beträchtlichen oder übermäßigen Verlust in der Wirksamkeit erzielt werden, da die der Flüssigkeit zwischen dem Primär- und Sekundärelement zugeführte Energie unmittelbar zum Antreiben des Schiffes verbraucht wird, weil die Gesamtantriebskraft aus zwei Komponenten besteht, nämlich der durch die Hauptschraube ausgeübten und demjenigen Teile der Antriebskraft des Primärelementes, welcher nicht zum Antrieb der Hauptschraube verwendet worden ist.

Außer zum Antrieb von Schiffen gibt es noch verschiedene andere Zwecke, bei denen die Erfindung anwendbar ist, doch ist es für

die Zwecke der Beschreibung vorteilhaft, sie in Verbindung mit einem durch Turbinenkraft fortbewegten Schiffe zu erläutern.

In der Zeichnung ist Fig. ι ein Längsschnitt durch eine Schiffsschraubenanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Endansicht, wobei einige Teile weggebrochen sind, und Fig. 3 eine Einzelheit.

ι ist ein Teil des Schiffsrumpfes und 2

ίο ein Teil einer Dampfturbinenwelle, von denen eine beliebige Anzahl vorgesehen sein kann. Die Turbinenwelle ist in bekannter Weise durch den Schiffssteven hindurchgeführt und trägt an ihrem Ende eine Schraube 4, welche beispielsweise mit zwölf Flügeln 5 versehen ist. Die Welle 2 ist von einer hohlen Welle 6 umgeben, welche die beispielsweise mit vier Flügeln 8 versehene Hauptschraube 7 trägt. Die Flügel 8 tragen einen die Schraube 4

ao einschließenden Ring oder Zylinder 9. Das äußere Ende des Zylinders 9 ist mit geneigten und so angeordneten Flügeln 10 versehen, daß sie durch den infolge Umdrehung der inneren Schraube 4 auf sie ausgeübten Wasserdruck angetrieben werden. Auf diese Weise wirkt die Schraube 4 als Primärelement einer Pumpe und die Flügel' 10 samt ihrer Unterstützung als Sekundärelement.

Die Flügel 5 sind hier mit Querwänden 12 versehen, um eine unnütze und schädliche Radialbewegung des Wassers innerhalb des Raumes zwischen den Flügeln 5 und 10 zu vermeiden. Im vorliegenden Falle werden zwei Sätze solcher Wände benutzt, welche praktisch zwei zylindrische Abteilungen innerhalb des Schraubenumfanges 4 herstellen. An den Flügeln 10 sind ähnliche Wände 13 angeordnet, um ein direktes Strömen des aus der Schraube 4 austretenden Wassers zu sichern.

Wird die Dampfturbine mit einer zur Erreichung der Höchstwirkung geeigneten Geschwindigkeit betrieben, dann wird Wasser zwischen die inneren Teile der Flügel der Schraube 7 gesogen und nach außen gegen die Flügel 10 gedrückt, so daß die Hauptschraube 7 eine Umdrehungsgeschwindigkeit erhält, welche von den Abmessungen der wirksamen Teile und der sich ergebenden Schlüpfung zwischen den beiden Elementen abhängt. Durch passendes Einstellen der Teile kann diese Schlüpfung so gemacht werden, daß eine beliebige entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptschraube erzielt wird. Soll beispielsweise die Turbine mit 900 Umdrehungen in der Minute und die Hauptschraube mit 300 Umdrehungen in der Minute laufen, dann kann die Hauptschraube 5 m und die innere Schraube 2,5 m Durchmesser haben.

Bei der Herstellung von Schiffsschrauben der gewöhnlichen Art ist es bekannt, daß, trotzdem es sich nicht verwirklichen läßt, die besten Erfolge erzielt werden, wenn nahezu dieselbe Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde durch jeden Teil der Schraubenflügel ohne Rücksicht auf seine Entfernung vom Drehungsmittelpunkt erzielt werden könnte. Bei der beschriebenen Anordnung wird eine Höchstgeschwindigkeif bei der Schraube 4 erzielt, welche somit der Geschwindigkeit der äußeren Enden der Hauptschraube annähernd gleichkommt. Diese Verbindung von zwei in der angegebenen Weise zusammenwirkenden Schrauben bringt bedeutend mehr die erforderliche Schraubenflügelgeschwindigkeit der ganzen Anordnung, sowie die begleitenden Vorteile hervor.

Die Energie wird der Schraube 4 durch die Turbine mitgeteilt und setzt das Wasser zwischen jener Schraube und den Flügeln 10 derart in Bewegung, daß die Reaktionswirkung des zwischen diesen Flügeln ausgeschleuderten Wassers zum größten Teile zur Drehung der Hauptschraube 7 verbraucht wird; irgendwelche noch verbleibende Energie wird dabei ebenfalls zugunsten des Schiffsantriebs ausgenutzt, so daß das Fahrzeug durch die vereinte Wirkung beider Schrauben angetrieben wird. Durch diese Anordnung kann eine hohe Wirksamkeit dadurch erzielt werden, daß man die wirksamen Teile zueinander entsprechend bemißt, da Verluste nur durch die Reibung des Wassers auftreten sollen. Die Flügel 4 haben eine geneigte Richtung, um die Teile näher an den Steven des Schiffes zu bringen und den ganzen Aufbau stark und gedrungen zu machen.

Es ist selbstverständlich, daß die Anordnung in umgekehrter Richtung angetrieben werden kann, um ein Schiff rückwärts zu bewegen.

Die vorliegende Schiffsschraubenanordnung gestattet, wie leicht ersichtlich ist, die Anwendung von Turbinen auf Schiffen, welche bereits mit anderen Maschinen und Schrauben versehen sind, ohne große Änderungen erforderlich zu machen, da die alte Schraube entfernt und die neue ohne wesentliche Veränderung des Schiffes dafür eingesetzt werden kann.

Die. Erfindung ist außer bei Turbinen auch bei anderen schnelllaufenden Antriebsmotoren anwendbar und ferner verschiedener Änderungen und allgemeiner Anwendungen fähig.

Die dargestellte Anordnung soll als Beispiel einer Ausführungsform dienen und kann selbstverständlich je nach Erfordernis des betreffenden Falles geändert werden.

Die innere Schraube kann auch die gewöhnliche Form und Anordnung ähnlich der bei Zentrifugalpumpen oder Wasserturbinen benutzten haben.
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Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Schraubenantrieb für Schiffe, dadurch

   gekennzeichnet, daß eine unmittelbar durch

   ίο eine schnelllaufende Maschine (Turbine oder dergl.) angetriebene Schraube das Wasser gegen eine Wasserturbine wirft, welche eine zweite, mit ihr starr verbundene Schraube in Tätigkeit setzt, zum Zwecke, die Umdrehungen der zweiten Schraube unter diejenigen der die erste Schraube unmittelbar treibenden Antriebsmaschine infolge der zwischen der ersten Schraube und der Wasserturbine auftretenden Schlüpfung herabzusetzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.