DE406297C - Mehrstufige Dampfturbinenanlage mit Zahnraedervorgelege - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. NOVEMBER 1924

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Dampfturbinenanlage mit Rädervorgelege, die hauptsächlich zum Antrieb einer ■ Schiffsschraube bestimmt ist. Derartige An- ' lagen sind bekannt. Man hat die gesamte Leistung der Anlage auf vier hintereinander schaltbare Turbinenstufen verteilt und dabei je zwei Stufen, und zwar die erste und vierte einerseits und die zweite und dritte ander seits, auf je einer gemeinsamen Welle ange- | ordnet, dabei an dem Ende jeder parallel gelagerten Welle ein Ritzel angeordnet; die ' beiden Ritzel griffen dann in ein einziges auf der Propellerseite sitzendes Zahnrad von beiden Seiten ein.

Bei der Ausführung dieser Anlage haben sich Schwierigkeiten herausgestellt, die besonders auf Torsionsschwingungserscheinun- ; gen beruhten. Es stellten sich ungleichartige Verdrehungserscheinungen heraus, die sich äußerlich zunächst durch ein Nebengeräusch in dem Zahnrädervorgelege bemerkbar machten. Bekanntlich ist das Zahnrädervorgelege bei diesen Schiffsturbinenbetrieben ein außerordentlich empfindlicher Teil der Anlage. Ein solches Nebengeräusch zeigt dem Sachkundigen, daß die Zähne des Vorgeleges nicht in vollkommen genauer Weise zusammenarbeiten. Bei den ausgeführten Anlagen ergab sich eine vorzeitige Abnutzung der Zahn- ; flanken, welche einen Dauerbetrieb unmög- : lieh machten und eine Gefahr für das Schiff, zum mindesten auf großer Fahrt, bedeuten. Eine Abhilfe war nur durch Vornahme umständlicher Abänderungen erzielbar. Man hat zu dem Hilfsmittel gegriffen, das Ritzel nicht unmittelbar auf das Ende seiner Welle zu setzen, man hat vielmehr diese Welle um ein beträchtliches über die Stelle des Vorgeleges hinaus verlängert, und man hat sie durch Aufsetzen einer Hohlwelle zu einer sogenannten Rückkehrwelle ausgebildet, wobei dann das Ritzel auf dem Ende der rückkehrenden Hohlwelle aufgekeilt war, um es so in den Knotenpunkt der Schwingungen zu bringen.

Eine solche Ausführung wird naturgemäß umständlich und kostspielig, der Raumbedarf der Gesamtanlage vergrößert sich in unerwünschter Weise, und es kommt noch hinzu, daß die eine Vollwelle umgebende Hohlwelle naturgemäß einen verhältnismäßig großen Durchmesser bedingt, der einen entsprechend großen Durchmesser des Ritzels zur Folge hat. Die Bestrebungen gehen aber bekanntlieh dahin, für das Ritzel die Anwendung eines möglichst geringen Durchmessers zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß werden die erwähnten Schwierigkeiten durch ein einfaches Mittel behoben, welches besondere Hilfsmittel, wie rückkehrende Hohlwellen, überflüssig macht und obendrein für die Gesamtanlage noch in anderer Hinsicht vorteilhaft ist. Nach der Erfindung wird das Vorgelege derart zwisehen die vier Stufen der Gesamtanlage gelegt, daß es gewissermaßen zum Mittelpunkt des von den vier Einzelturbinen gebildeten

Rechtecks wird. Das tritt ein, wenn auf jeder der beiden von je zwei Einzelturbinen angetriebenen Wellen das Ritzel, wie es an sich für Elektromotorantrieb bekannt ist, zwischen den beiden Turbinenstufen angeordnet ist. Dadurch erhält man für die vierstufige Dampfturbinenanlage ohne weiteres die Möglichkeit, das Ritzel jeder Seitenwelle in den Knotenpunkt der Schwingungen zu bringen, ίο so daß es durch diese nicht nachteilig beeinflußt werden kann. Im Gegensatz zu einem Elektromotorantrieb muß bei Dampfturbinenanlage immer damit gerechnet werden, daß die auf derselben Welle wirkenden Stufen untereinander nicht gleich sind. Wenn es auch möglich ist, die Leistungen der auf einer Welle wirksamen Stufen unter sich auszugleichen, so sind doch die Turbinen selbst oder doch ihre bewegten Massen ungleich, was schon aus der verschiedenen Spannung und dem Raumgehalt des in den einzelnen, hintereinandergeschalteten Stufen wirkenden Dampfes folgt. Diesen Verhältnissen kann man in einfacher Weise dadurch Rechnung tragen, daß man die Einzelstufen entsprechend ihren Massen usw. verschieden weit von dem gemeinsamen Ritzel entfernt anordnet, so daß sich für das Ritzel immer wieder die Lage am Schwingungsknotenpunkt ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung in einem Grundriß schematisch in der Anwendung für einen Einschraubenantrieb dargestellt. Auf der Schraubenwelle α sitzt das große Vorgelegerad b, in welches zu beiden Seiten die Ritzel c und d eingreifen. Auf der Welle e des Ritzels c sitzen die beiden ersten Stufen t¹ und t², auf der Welle / des Ritzels d die weiteren Stufen /³ und if⁴ der Gesamtturbine. Sämtliche Stufen sind durch Rohrleitungen bekannter Art so verbunden zu denken, daß sie sowohl in Hintereinanderschaltung wie auch in andersartiger Verbindung betrieben werden können. Das letztere ist bekanntlich bedeutungsvoll, um für den Fall von Maschinenbrüchen einen Notbetrieb aufrechterhalten zu können. Die zeichnerische Darstellung deutet an, daß die einzelnen Stufen mit Bezug auf das Vorgelege durch verschiedene Entfernungen von ihren zugehörigen Ritzeln so verteilt sind, daß sich für die letzteren die Lage innerhalb des Schwingungsknotenpunktes auf jeder Seite der Anlage ergibt. Zur Erzielung der richtigen gegenseitigen Lage zwischen Ritzeln und Turbinenteilen steht natürlich nicht nur die gegenseitige Anordnung der Teile zur Verfügung, auch durch entsprechende Wahl von Längen und Durchmessern der Wellen, wie überhaupt durch Abstimmen der in Frage kommenden Massen hat man genügend Mittel für die verschiedenartigen Anwendungsfälle und unter Rücksichtnahme auf die Raumverhältnisse des jeweiligen Anwendurigsfalles zur Verfügung. In dieser Weise wird man auch immer mit verhältnismäßig geringen Längenabmessungen der Turbinenwellen e und / auskommen. Durch die Hintereinanderschaltung der vier Einzelteile der Gesamtturbine wird außerdem eine günstige Dampfwirkung und ein einfacher Ausgleich der Schubkräfte in achsialer Richtung erhalten. Vorteilhaft ist es für die Gesamtanlage, daß das große Rad b von beiden Seiten angetrieben wird, so daß sich der Lagerdruck in der Hauptwelle« aufhebt. Die Verteilung der Einzelturbinen um das Vorgelege herum schafft weiter noch den Vorteil, daß eine große Reserve vorhanden ist; selbst wenn drei Turbinen — etwa durch Schaufelbruch — außer Betrieb kommen sollten, so würde das Schiff mit der verbleibenden einzelnen Turbine immer noch manövrierfähig bleiben, da jede Turbine einzeln ausschaltbar und mit Frischdampf betreibbar ausgeführt werden kann. Fällt eine der Einzelstufen aus, so kann gleichwohl auf beiden Seiten der AiÖage eine annähernde oder sogar gleiche Belastung erzielt werden durch entsprechende Verteilung der Belastung auf die verbleibenden Stufen, d.h. der Dampfarbeit auf beiden Seiten. Günstig für die Gesamtanlage ist auch noch, daß die an sich bekannte Wirkung des Angriffes der Ritzel c, d von je zwei Seiten Anwendung finden kann, woraus geringe Abmessungen der Ritzel folgen und wodurch die Verdrehung der Ritzelverzahnung in sich auf ein Mindestmaß zurückgeführt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Mehrstufige Dampfturbinenanlage mit Zahnrädervorgelege, dadurch gekennzeichnet, daß die vier hintereinandergeschalteten Abschnitte der Turbine das Vorgelege derart umschließen, daß die Ritzel (c, d) der beiden Seitenwellen (e, /) zwischen je zwei Turbinenabschnitten (t¹, t² und Zi³, t'¹) liegen und die Lage der Turbinenabschnitte zum Vorgelege so bestimmt ist, daß der Schwingungsknotenpunkt jeder Antriebswelle innerhalb der Ritzellänge liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.