DE3235792A1 - Arrangement of a diesel-engine drive in a ship sailing on an ice-breaking course and an open-water course - Google Patents

Arrangement of a diesel-engine drive in a ship sailing on an ice-breaking course and an open-water course

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Abstract

For every propeller (16), two slow-speed two-stroke diesel engines (11, 12) are provided in the hull (18) one behind the other in their longitudinal direction and parallel to the longitudinal axis (10) of the ship. For the direct drive of the propeller (16), the two-stroke diesel engines (11, 12) are connected to the propeller via a common shaft line (21). An engageable and disengageable coupling (13) is arranged in the shaft line (21) between the engines (11, 12). Due to the direct drive, transmission losses between engines and propeller do not occur, and the operating costs of the ship are low on account of the low specific fuel consumption of slow-speed two-stroke diesel engines. <IMAGE>

Description

Anordnung eines dieselmotorischen Antriebs in einemArrangement of a diesel engine drive in one

Eisbrechfahrt und Offenwasserfahrt ausführenden Schiff.Icebreaking and open water voyage operating ship.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines dieselmotorischen Antriebs in einem Eisbrechfahrt und Offenwasserfahrt ausführenden Schiff, insbesondere Nutzlastschiff, mit mindestens einer Schiffsschraube.The invention relates to an arrangement of a diesel engine drive in a ship carrying out icebreaking and open water voyages, in particular a payload ship, with at least one propeller.

Bei den bisher bekannten diesclotoischen Anordnungen wurden ausschliesslich sogenannte mittelschnellaufende Motore verwendet, die eine Drehzahl von etwa 500 bis 600 U/min und eine Zylinderleistung von 503 bis 800 PS aufweisen. Da die Schiffsschraubendrehzahl höchstens etwa 170 U/min beträgt, wurde zwischen dem mittelschnelllaufenden Dieselmotor und der Schiffsschraubenwelle ein elektrisches Aggregat geschaltet, das aus einem mit dem Dieselmotor verbundenen Generator und einem langsamlaufenden, von dem Generator gespiesenen, mit der Schiffsschraubenwelle verbundenen Elektromotor besteht.In the previously known diesclotoischen arrangements were exclusively So-called medium-speed motors are used, which have a speed of around 500 up to 600 rpm and a cylinder output of 503 to 800 hp. As the ship's propeller speed is at most about 170 rpm, was between the medium-speed diesel engine and the propeller shaft connected to an electrical unit, which consists of a with the diesel engine connected generator and a slow running generator from the generator There is a powered electric motor connected to the propeller shaft.

Eine andere bekannte Möglichkeit, die unterschiedlichen Drehzahlen des Dieselmotors und der Schiffsschraubenwelle zu überbrücken, besteht darin, ein Untersetzungsgetriebe einzuschalten.Another known possibility, the different speeds of the diesel engine and the propeller shaft is to bridge a Engage reduction gear.

Solche Antriebsanordnungen haben wegen der Notwendigkeit des elektrischen Aggregates bzw. des Untersetzungsgetriebes nennenswerte Uebertragungsverluste. Mittelschnellaufende Dieselmotore haben einen relativ hohen spezifischen Brennstoffverbrauch, was sich auf die Betriebskosten des Schiffes ungünstig auswirkt. Ausserdem lassen sich die Dieselmotore nicht wirtschaftlich betreiben, wenn sie ausser Eisbrechfahrten auch über längere Zeit sich erstreckende Offenwasserfahrten ausführen müssen. Das vom Dieselmotor aufzubringende Leistungsverhältnis von Eisbrechfahrt zu Offenwasserfahrt liegt bei rund 3 : 1 bis 2 : 1, wobei je nach den Betriebsbedingungen des Schiffes die Grenzen fliessend sind.Such drive arrangements have because of the need for electrical Unit or the reduction gear significant transmission losses. Medium speed Diesel engines have a relatively high specific fuel consumption, which is adversely affects the operating costs of the ship. In addition, the Do not operate diesel engines economically if, in addition to icebreaking trips, they too have to carry out open water journeys that extend over a long period of time. That from Diesel engine power ratio to be applied from icebreaking to open water travel is around 3: 1 to 2: 1, depending on the operating conditions of the ship the borders are fluid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dieselmotorische Antriebsanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Uebertragungsverluste für den Antrieb sowie die Betriebskosten des Schiffes wesentlich verringert werden, so dass ein wirtschaftlicher Betrieb des Dieselmotors sowohl bei Eisbrechfahrt als auch bei Offenwasserfahrt erzielt wird.The invention is based on the object of a diesel engine drive arrangement to improve the type mentioned so that the transmission losses for the propulsion and operating costs of the ship are significantly reduced, so that an economical operation of the diesel engine both during icebreaking as is also achieved when sailing in open water.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Schiffskörper je Schiffsschraube mindestens zwei langsamlauf ende Zwei-Takt-Dieselmotoren in ihrer Längsrichtung hintereinander und parallel zur Schiffslängsachse vorgesehen sind, die zum direkten Antrieb der Schiffsschraube über einen gemeinsamen Wellenstrang mit der Schiffsschraube verbunden sind, und dass im Wellen- strang zwischen den Motoren eine ein-- und ausschaltbare Kupplung angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that in the hull at least two low-speed two-stroke diesel engines per propeller in their Are provided in the longitudinal direction one behind the other and parallel to the longitudinal axis of the ship, those for the direct drive of the propeller via a common shaft train are connected to the propeller, and that in the wave strand a clutch that can be switched on and off is arranged between the motors.

Durch das Vorsehen von langsamlaufenden Zwei-Takt-Dieselmotoren, die auf einen gemeinsamen Wellenstrang wirken, auf dem auch die Schiffsschraube sitzt, ist ein direkter Antrieb der Schiffsschraube möglich, d.h. die Drehzahl des Dieselmotors und der Schiffsschraube sind identisch; ein Zwischenschalten eines elektrischen Aggregates oder eines Untersetzungsgetriebes wird durch die Erfindung also vermieden, womit auch die Uebertragungsverluste entfallen. Da langsamlaufende Dieselmotore einen geringeren spezifischen Brennstoffverbrauch haben als mittelschnelllaufende, ist auch der Betriebskostenaufwand für das Schiff beträchtlich niedriger Durch die Verwendung von zwei Motoren lässt sich die Antriebsleistung unterteilen, indem bei Eisbrechfahrt alle Motoren in Betrieb sind und bei Offenwasserfahrt, bei der eine wesentlich geringere Leistung erforderlich ist, nur der der Schiffsschraube am nächsten befindliche Motor in Betrieb steht, da die übrigen mittels der ausgeschalteten Kupplung vom Wellenstrang getrennt sind. Auf diese Weise wird für jeden Dieselmotor ein wirtschaftlicher Betrieb erreicht. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass auch das Drehmomentvethalten von langsamlaufenden Dieselmotoren in der erfindungsgemässen Anordnung bei den verschiedenen Betriebsarten des Schiffes günstig ist.By providing low-speed two-stroke diesel engines that act on a common shaft strand on which the propeller sits, a direct drive of the propeller is possible, i.e. the speed of the diesel engine and the propeller are identical; an interposition of an electrical one Unit or a reduction gear is avoided by the invention, which also eliminates the transmission losses. There are slow-running diesel engines have a lower specific fuel consumption than medium-speed ones, The operating costs for the ship are also considerably lower Using two motors, the drive power can be divided by at Icebreaking all engines are in operation and in open water, with one much less power is required, only that of the propeller closest The engine that is in operation is in operation, as the rest by means of the disengaged clutch are separated from the shaft train. This way, every diesel engine becomes more economical Operation achieved. Surprisingly, it has been shown that the torque also remains constant of low-speed diesel engines in the arrangement according to the invention in the various Modes of operation of the ship is favorable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch vereinfacht eine Antriebsanordnung mit zwei Dieselmotoren zeigt.An embodiment of the invention will be described in the following description explained in more detail with reference to the drawing, which schematically simplifies a drive arrangement shows with two diesel engines.

Die beiden mit 11 und 12 bezeichneten, langsam3aufendeh Dieselmotore sind hintereinander und parallel zur Schiffslängsachse 10 angeordnet und in üblicher Weise im Schiffskörper 18 befestigt, von dem in der Zeichnung nur ein Teil des zwecks angedeutet ist. Die beiden Motore 11 und 12, die von der Kreuzkopfbauart sind und nach dem Zwei-Takt-Verfahren arbeiten, haben gleiche Leistung und wirken direkt auf einen gemeinsamen Wellenstrang 21. Am in der Zeichnung unteren Ende des Wellenstranges 21 ist eine Schiffsschraube 16 befestigt, die feststehende Flügel aufweist und das Schiff sowohl bei Eisbrechfahrt als auch bei Offenwasserfahrt bewegt.The two slowly 3 running diesel engines marked 11 and 12 are one behind the other and parallel to the The ship's longitudinal axis 10 is arranged and fastened in the usual manner in the hull 18, of which only in the drawing part of the purpose is indicated. The two motors 11 and 12, which are of the crosshead type and work according to the two-stroke process, have the same performance and are effective directly on a common shaft train 21. At the lower end of the drawing in the drawing Shaft string 21 is attached to a propeller 16, the fixed wing and moves the ship both during icebreaking and open water travel.

Zwischen den Dieselmotoren 11 und 12 ist im Wellenstrang 21 eine ein- und ausschaltbare Kupplung 13 an sich bekannter Bauart angeordne. Die Kupplung 13 kann so ausgebildet sein, dass sie in jeder beliebigen Stellung der zu verbindenden Abschnitte des Wellenstranges 21 eingeschaltet werden kann. Es ist aber auch möglich, eine ein-und ausschaltbare Kupplung vorzusehen, die so ausgebildet ist, dass sie nur einschaltbar ist, wenn die zu verbindenden Abschnitte des Wellenstranges 21 eine genau definierte Stellung zueinander aufweisen.Between the diesel engines 11 and 12 there is a single and disengageable clutch 13 of a known type. The clutch 13 can be designed so that they can be connected in any position Sections of the shaft train 21 can be switched on. But it is also possible to provide an on and off clutch which is designed so that it can only be switched on when the sections of the shaft train 21 to be connected have a precisely defined position to one another.

Beide Motoren 11 und 12 sind in bekannter Weise mit einem Schublager 19 versehen, das jeweils den Axialschub der zugehörigen Kurbelwelle aufnimmt. Auch für den die Schiffsschraube 16 tragenden Wellenabschnitt ist ein Schublager 15 vorgesehen, das im Schiffskörper 18 befestigt ist und den wesentlich grösseren, von der Schiffsschraube 16 herrührenden Axialschub aufnimmt.Both motors 11 and 12 are in a known manner with a thrust bearing 19 provided, each of which absorbs the axial thrust of the associated crankshaft. Even a thrust bearing 15 is provided for the shaft section carrying the propeller 16, which is fixed in the hull 18 and the much larger one from the propeller 16 resulting axial thrust.

Zwischen dem Schublager 15 und dem Motor 12 ist im Wellenstrang 21 eine Kupplung 14 angebracht, die so ausgebildet ist, dass sie relative Axialbewegungen der angeschlossenen Wellenabschnitte aufnimmt.Between the thrust bearing 15 and the motor 12 is in the shaft train 21 a coupling 14 is attached which is adapted to have relative axial movements of the connected shaft sections.

Bei Eisbrechfahrt des Schiffes ist die Kupplung 13 ein- geschaltet und die Antriebs leistung beider Motoren 11 und 12 wirkt huber den gemeinsamen Wellenstrang 21 auf die Schiffsschraube 16. Bei Offenwasserfahrt dagegen ist die Kupplung 13 ausgeschaltet und allein die Leistung des Motors 12 wird auf die Schiffsschraube 16 übertragen.When the ship is icebreaking, the clutch 13 is switched and the drive power of both motors 11 and 12 acts over the common shaft train 21 on the propeller 16. On the other hand, when sailing in open water, the coupling 13 is switched off and only the power of the engine 12 is on the propeller 16 transferred.

Die Gesamtleistung der beiden Motore 11 und 12 wie auch die Einzelleistung des Motors 12 ist dabeI derart abgestimmt, dass immer Dauerbetrieb bei möglichst hoher relativer Motorleistung gewährleistet ist.The total output of the two motors 11 and 12 as well as the individual output of the motor 12 is tuned in such a way that it is always operated continuously when possible high relative engine power is guaranteed.

Anstelle der Schiffsschraube 16 mit feststehenden Flügeln ist es auch möglich, eine Schiffsschraube mit verstellbaren Flügeln vorzusehen, wodurch die Anpassung der Motorleistung an die Schitfsgeschwindigkeit weiter verbessert werden kann. Das Leistungsverhältnis der auf einen Wellenstrang wirkenden Motore kann - statt wie oben angegeben 1 : 1 - auch davon abweichen und z.B. 2 : 1 betragen, wobei dann der grössere Motor näher zur Schiffsschraube angeordnet ist.Instead of the propeller 16 with fixed blades it is possible to provide a propeller with adjustable blades, whereby the Adaptation of the engine power to the Schitfs speed can be further improved can. The power ratio of the motors acting on a shaft train can - instead of 1: 1 as stated above - also deviate from it and e.g. be 2: 1, whereby then the larger engine is arranged closer to the propeller.

Die Erfindung ist auch bei Schiffen anwendbar, die mit zwei oder drei parallel arbeitenden Schiffsschrauben angetrieben werden. In diesem Falle ist für rede Schiffsschraube ein Wellenstrang mit zwei darauf wirkenden langsamlaufenden Dieselmotoren vorgesehen, zwischen denen eine ein- und ausschaltbare Kupplung vorhanden ist. Je Wellenstrang können auch mehr als zwei motore vorgesehen sein.The invention is also applicable to ships with two or three propellers working in parallel are driven. In this case it is for talking ship propeller a strand of waves with two slow-moving ones acting on it Diesel engines are provided, between which there is a clutch that can be switched on and off is. More than two motors can also be provided per shaft train.

Claims (4)

Paten tan sprüche 1. Anordnung eines dieselmotorischen Antriebs in einem Eisbrechfahrt und Offenwasserfahrt ausführenden Schiff, insbesondere Nutzlastschiff, mit mindestens einer Schiffsschraube, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Schiffskörper je Schiffsschraube mindestens zwei langsamlaufende Zwei-Takt-Dieselmotore in ihrer Längsrichtung hintereinander und parallel zur Schiffslängsachse vorgesehen sind, die zum direkten Antrieb der Schiffsschraube über einen gemeinsamen Wellenstrang mit der Schiffsschraube verbunden sind, und dass im Wellenstrang zwischen den Motoren eine ein-und ausschaltbare Kupplung angeordnet ist.Patent claims 1. Arrangement of a diesel engine drive in a ship carrying out icebreaking and open water voyages, in particular a cargo ship, with at least one propeller, noting that in the hull of each propeller at least two slow-running two-stroke diesel engines provided one behind the other in their longitudinal direction and parallel to the ship's longitudinal axis are used to drive the propeller directly via a common shaft train are connected to the propeller, and that in the shaft between the engines an on and off clutch is arranged. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- und ausschaltbare Kupplung so ausgebildet ist, dass sie nur in einer genau definierten Stellung der durch sie verbindbaren Abschnitte des Wellenstranges eingeschaltet werden kann.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the one and disengageable clutch is designed so that it is only in a precisely defined Switched on the position of the sections of the shaft assembly that can be connected by them can be. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiffsschraube mit verstellbaren Flügeln versehen ist 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the propeller is provided with adjustable wings 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Wellenstrang zwischen der Schiffsschraube und dem dieser Schraube am nächsten befindlichen Motor ein im Schiffskörper befestigtes, die axialen Kräfte der Schiffsschraube aufnehmendes Schublager angeordnet ist, und zwischen diesem Lager und dem genannten Motor eine Kupplung vorgesehen ist, die Axialverschiebungen der durch sie verbundenen Abschnitte des Wellenstranges zulässt.4. Arrangement after a of claims 1 to 3, characterized in that in the shaft train between the Ship's propeller and the engine closest to this propeller in the hull attached thrust bearing arranged to absorb the axial forces of the propeller is, and a coupling is provided between this bearing and said motor is the axial displacements of the sections of the shaft train connected by them allows.
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