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Turbinenantrieb für Lokomotiven. Bei Lokomotiven mit Turbinenantrieb
ist vorgeschlagen worden, auch die Hilfsmaschinen, z. B. Speisepumpen, Kondensatpumpen,
durch Turbinen zu treiben, wobei der Abdampf dieser Turbinen in verschiedenen Weisen
geführt «-orden ist. So sind- z. B. diese Hilfsturbinen bisweilen in der Weise zusammengekuppelt
worden, daß der Abdampf einer Turbine eine andere Turbine ganz oder teilweise durchfließen
mußte, oder sie wurden mit der Hauptturbine zusammengekuppelt, und zwar entweder
in der Weise, daß der Abdampf der Hilfsturbinen in die Hauptturbine an einer solchen
Stelle derselben eingeführt wurde, wo der Gegendruck der für Hilfsturbinen gewünschte
wird, oder in der Weise, daß die Hilfsturbinen mit Dampf gespeist wurden, der von
der Hauptturbine an einer geeigneten Stelle abgezapft wurde. Die Hauptturbine erhielt
hauptsächlich ihren Dampf unmittelbar vom Dampfkessel der Lokomotive und gab ihn
unmittelbar an einen Kondensator ab. Da mehrere der Hilfsmaschinen auf Grund ihrer
Art häufig in Abhängigkeit von der Hauptturbine gesteuert werden müssen, ist die
Steuerung der Lokomotive bisher verwickelt gewesen.
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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lo-1<omotiven der oben angegebenen
Art und bezweckt, die Steuerung der Lokomotive zu vereinfachen, so daß die Steuerung
der Hilfsturbinen von der Steuerung der Hauptturbine unmittelbar beeinflußt wird,
und besteht darin, daß der Einlaß einer oder mehrerer zum Betrieb dieser Hilfsaggregate
bestimmten Turbinen mit dem Dampfkessel und der Auslaß der Turbine oder der Turbinen
mit dem Eimaß der Hauptturbine verbunden ist.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht. In sämtlichen
Abbildungen ist der Fall gezeigt, wo nur eine Hilfsturbine gemäß (le r Erfindung
angeordnet ist; selbstverständlich ist es möglich, mehrere Turbinen in derselben
weise anzuordnen. Abb. r zeigt schematisch das Schaltungsschema einer Anordnung
gemäß der Erfindung und Abb. a eine abgeänderte Ausführungsform dieser Anordnung.
Abb.3 zeigt schematisch eine Einzellieft
der Verbindung zwischen
der Hauptturbine und der Hilfsturbine.
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In Abb. i und 2 bezeichnet i den Dampfkessel der Lokomotive, 2 eine
Hilfsturbine, beispielsweise zum Betrieb der Kondensator ventilatoren, 3 die Hauptturbine
und d. den Kondensator. Gemäß Abb. i geht der Dampf vorn Dampfkessel i durch eine
Hochdruckleitung 8 zu einem den beiden Turbinen 2 und 3 gemeinsamen Dampfeinlaß
5 und von dort durch die Hilfsturbine 2. Die Schaufeln und der Einlaß dieser Turbine
sind so beschaffen, daß nur ein geringer Teil des Druckgefälles des durch die Hochdruckleitung
8 gehenden Dampfes benutzt wird. Von der Hilfsturbine 2 wird der Dampf durch die
Leitung to zti der Hauptturbine 3 geführt, wo (las ganze zurückbleibende Druckgefälle,
somit ein Druckgefälle von (lein Druck des 7_uflußdampfes bis zum Vakuum in der
Auslaßleitung i i zum Kondensator, benutzt wird. Durch die Anordnung der Hilfsturbinen
zwischen (lein Dampfkessel und der Hauptturbine gemäß (ier Erfindung ist man somit
imstande, mit nur einem Dampfdurchlaß 5 sowohl die Hauptturbine 3 als auch die Hilfsturbine
? zu steuern, was von Bedeutung ist in dein Falle, wo der Betrieb der Hilfsturbine
von dem Betrieb der Hauptturbine abhängig ist, was beispielsweise der Fall ist,
wenn die Hilfsturbine, wie oben angegeben, zum Betriebe von Ventilatoren für Lieferung
der für den Kondensator erforderlichen Kühlluft bestimmt ist, weil (iie Hauptmaschine
selbstverständlich nicht in Gang gesetzt «erden soll. ohne daß gleichzeitig Kühlluft
(furch den Kondensator getrieben wird. Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird
auch der Vorteil erreicht, daß die Geschwindigkeit der Hilfsturbine in Mereinstimmung
mit der Geschwindigkeit der Hauptturbine selbsttätig geregelt wird.
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Bei der in Abb 2 gezeigten Abänderung ist die Hochdruckleitung 8 in
zwei Leitungen 12 und 13 abgezweigt, welche beide Leitungen (furch Dampfeinlässe
5 und 51 zu der Hilfsturbine 2 führen. Die Abflußleitung io von der Hilfsturbine
2 ist gleichfalls in mehrere Leitungen ioa. fob und ioe abgezweigt. Auf der Zeichnung
sind drei Zweigleitungen gezeigt, -,velche alle in den Einlaß der Hauptttirbille
3 einmünden und von welchen zwei Zweigleitungen toll und io,' mit je einem Durchlaß
versehen sind. Die Zweigleitungen khnnen auch sämtlich mit Durchlässen versehen
sein und mit verschieden großen Abschnitten des Leitkranzes in Verbindung stehen.
Die Abflußleitung i i von der Hauptturbine 3 mündet, wie vorher, unmittelbar in
den Kondensator q ein. Die Zweigleitungen 12 und 13 münden in je eine Gruppe von
Leitschaufeln der Hilfsturbine 2 ein, welche, wie im Zusammenhang mit der Abb. 3
näher crhlürt werden soll, derart ausgeführt sind, (laß der Dampf, welcher in die
Turbine 2 durch die Leitung 13 eingeführt wird, bei sc-irem Durchgange durch dieselbe
einem größeren Druckgefälle unterworfen wird als der Dampf, welcher in die Turbine
durch die Leitung 12 eingeführt wird. Das Druckgefälle in dein ersterwähnten Falle
ist zweckmäßiger-«-eise so groß, daß der Druck in der Abflußleitung io gleich groß
wird wie das Vakuum ini Kondensator d.. Hierdurch ist man somit imstande, die Turbine
2 anzutreiben, ohne gleichzeitig die Turbine 3 in Gang zu setzen. Der Dampfeinlaß
51 wird geöffnet, während der Dampfeinlaß 5 geschlossen gehalten wird, wobei die
in der Turbine 2 eingeführte Dampfmenge einem so großen Druckgefälle unterworfen
wird, daß dasselbe Vakuum wie im Kondensator 4 in der Leitung io entsteht, so daß
also kein Druckgefälle für die Hauptturbine übrigbleibt. Wenn dagegen der Dampfeinlaß
5 geöffnet wird, wird der in der Turbine 2 eingelassene Dampf nur einem geringen
Druckgefälle unterworfen, so daß ein genügender Druck zum Betrieb der Hauptturbine
3 zurückbleibt. Durch öffnen eines oder beider Einlässe der Leitungen ioh und ioc
kann der Gegendruck nach der Turbille 2 und somit auch die Leistung der beiden Turbinen
2 und 3 verändert werden. Je mehr von diesen Einlässen geschlossen sind, desto größer
wird der Gegendruck nach der Turbine 2 und desto geringere Leistungen wird dieselbe
somit im Verhältnis zur Turbine 3 abgeben. Wenn die Zweigleitungen i oa, i oll und
i or mit verschieden großen Abschnitten des Leitkranzes der Hauptturbine in Verbin(lung
stehen, kann durch Öffnen und ,Schließen der Einlässe diese Veränderung des Gegendruckes
nach der Hilfsturbine allinählich herbeigeführt werden.
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Aus Abb. 3 geht die obenerwähnte Anordnung deutlicher hervor. Gemäß
dieser Abbildung besteht die Turbine 2 aus einem Schaufelrad 14 und Leitschaufeln
15 und 16. Diese Leitschaufeln 15 und 16 sind, wie oben erwähnt, derart ausgeführt,
daß der durch die Leitung 12 ankommende Dampf nur einem geringen Druckgefälle bei
seinem Durchgang durch die Turbine unterworfen wird, während der Dampf, der durch
die Leitung 13 eingeführt wird, einem Druckgefälle beispielsweise bis zum Vakuum
im Kondensator unterworfen wird. Dies wird dadurch bewirkt, daß sich die Leitschaufeln
15 gegen das Schaufelrad 14. nicht erweitern, wodurch keine Expansion des Dampfes
in diesen Leitschaufeln vor sich geht, während sich die Leitschaufeln 16 gegen (las
Schaufelrad 1d.
erweitern. so daß der Dampf bei seinem Durchgange
durch dieselben einer Expansion unterworfen wird.
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Gemäß Abb. 3 ist die Abflußleitung ro von der Turbine 2 in zwei Zweigleitungen
roa und rot, abgezweigt, von denen die Zweigleitung roa in offener Verbindung mit
den Leitschaufeln 17 und dem ersten Schaufelrad 18 der Hauptturbine 3 steht. Die
Zweigleitung roh wird durch ein Ventil r9 geregelt, (Iurclr welches der Datnpf in
die Leitschaufeln 2o eingelassen werden kann. Wenn das Ventil r9 geschlossen ist,
herrscht ein höherer Gegendruck nach der Turbine 2, als wenn dasselbe offen ist.
Im ersteren Falle liefert somit die Turbine 2 eine geringere Energiemenge im Verhältnis
zu der Turbine ; als in dem letzteren Falle.
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Wird angenommen, wie dies oben vorausgesetzt wurde, daß die Turbine
2 Ventilatoren für die Kühlluft des Kondensators treibt, so soll sie eine größere
Energiemenge während lies Sonltners liefern, wenn eine größere Menge von Kühlluft
erforderlich ist als Während des Winters, wenn die Temperatur iliedriger ist, und
somit die Menge von Kühlluft vermindert «-erden kann. Die Zweigleitungen ron und
rot, sind nun zweckmäßig derart abgepaßt, claß das Ventil r9 nicht bei anderen Gelegenheiten
gesteuert werden braucht, als wenn eine Veränderung der Witterung eingetreten ist,
so daß dasselbe @cährencl des Sommers ganz oder teilweise offen ist, während es
sich, je nach dem Maße, wie die äußere Temperatur sinkt, mehr oder weniger schließt.
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Gemäß der Erfindung ist man somit imstande, beide Turbinen durch eine
denselben gemeinsame Einlaßvorrichtung zu steuern. Dies ist, wie oben angedeutet
worden ist, von Bedeutung, wenn der Betrieb von dem mittels der Hilfsturbine getriebenen
Hilfsaggregat von dem Betrieb der Hauptturbine abhängig ist, was bei dem oben gewählten
Beispiel der Fall ist, wenn die Hilfsturbine zum Betriel) der Ventilatoren des Kondensators
verwendet wird. Hierbei ist es selbstverständlich unter dem Gesichtspunkte der Dampfersparnis
vorteilhaft, claß die Menge der durch den Kondensator gedrückten Kühlluft im Verhältnis
zu dem von der Hauptturbine gelieferten Dampf selbsttätig abgepaßt wird, und daß
die Hilfsturbine nur dann getrieben wird, wenn die Kühlluft erforderlich ist.
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Es kann aber auch Fälle geben, wo der .Antrieb der Hilfsturbine erforderlich
ist, ohne #hiß die Hauptturbine gleichzeitig angetrieben wird. Wie oben erwähnt,
ist dies, wenn die Hauptturbine stillsteht, dadurch möglich, daß die Hilfsturbine
mittels Dampf mir durch die Leitung 13 getrieben wird. Der Fall ist der gleiche,
wie wenn die Hauptturbine, beispielsweise beim Bergabwärtsfahren, leer läuft, in
welchem Falle der Hilfsturbine 2 Dampf gleichfalls nur durch die Leitung 13 zugeführt
wird. In diesem Falle wird mit einer Anordnung. gemäß der Erfindung auch der Vorteil
erreicht, daß der Abdampf von der in ieser Weise getriebenen Hilfsturbine bei seinem
Durchgang durch die Hauptturbine -itif diese abkühlend wirkt, was von großer Bedeutung
ist, utn eine allzu hohe Erhitzung ,ler Hauptturbine infolge der Reibung der Schaufeln
gegen den in derselben eventuell zurückbleibenden ruhenden Dampf ztt verhindern.