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Umbau einer mehrzylindrigen Schiffskolbendampfmaschine Die Erfindung
zeigt einen Weg, um bestehende Schiffskolbendampfmaschinen mit mindestens zwei Expansionsstufen
so umzubauen, daß sie zwecks Steigerung ihrer Leistung mit Hochdruckdampf betrieben
werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, in die Maschine eine
zusätzliche Expansionsstufe einzubauen und im Zusammenhang damit die Kurbelstellungen
aller Stufen so einzurichten, daß mit Rücksicht auf die durch die Zusatzstufe hinzukommenden
Kräfte und Gewichte ein guter Massenausgleich herbeigeführt wird.
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In erster Linie bezieht sich die Erfindung auf die Umwandlung einer
Dreifachexpan.-sions-Schiffskolbendampfmaschine in eine Vierfachexpansionsmaschine,
wodurch auf einfache Weise und mit verhältnismäßig geringem Geld- und Zeitaufwand
die Fahrleistung oder Wärmewirtschaft von mit solchen Maschinen ausgestatteten Schiffen
wesentlich verbessert werden kann.
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Gleichzeitig wird die Raumfrage für die vergrößerte Maschine zweckmäßig
gelöst. Die Zeichnungen zeigen in Abb. i eine gemäß der Erfindung umzubauende Dreifachexpansions
- Schiffskolbendampfmaschine im Grundriß, in Abb. 2 deren Kurbelanordnung. In Abb.
3 und 5 ist die umgebaute Maschine im Grundriß und Aufriß dargestellt. Die'hinzugekommenen
und geänderten Teile sind durch stärkere Striche hervorgehoben. Abb. q. zeigt die
Kurbelstellungen der umgebauten Maschine. Die Abb. 6 und 7 zeigen in. Gegenüberstellung
die räumliche Unterbringung der Maschine vor und nach dem Umbau.
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Als Beispiel ist eine Dreifachexpansionsmaschine üblicher Bauart (Abb.
i) für Schiffe gewählt worden, bei der der Hochdruckzylinder i am Vorderende, der
Mitteldruckzylinder 2 am hinteren Ende und zwischen diesen der Niederdruckzylinder
3 in einem auf den Ständern q., 5, 6 gestützten sog. Zylinderblock angeordnet sind.
Das Ganze ruht auf einer Grundplatte 7. Die Kurbeln dieser Maschine liegen, wie
Abb.2 zeigt, gleichmäßig um i2o° gegeneinander versetzt.
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Der Umbau in eine Vierfachexpansionsmaschine,- d. h. also in eine
Maschine mit größerer Füllung im Hochdruckzylinder utid mit größerer Drehzahl, wird
in der Weise vorgenommen, daß zunächst der den Hochdruckzylinder i enthaltende Zylinderblockteil
mit zugehörigen Ständern q. und Grundplattenteil7d durch Abnehmen der Verbindungsteile
und .Leitungen am Zylinderblock sowie Entfernen des mit der Hochdruckkurbel 18 verbundenen
Teiles der Kurbelwelle 16 bis zum nächsthinteren Wellenflansch i9 von der Maschine
getrennt wird. Dieser Hochdruckzylinderteil wird alsdann nach vorn verschoben und
in den entstandenen
Zwischenraum ein fertiger zweiter Mitteldruckzylinderteil2Q
auf neuen eigenen Ständern 8 und Grundplattenteil 9 eingesetzt (Abb. q. und 5).
Durch Verbindungsstücke io wird dieser hinzugefügte Zylinder mit den benachbarten
Zylinderblockteilen fest verbunden. Die bisherige Dampfleitung i i vom Hochdruck-
zum Mitteldruckzylinder 2 wird durch ein Zwischenstück 12 entsprechend verlängert.
Der Zylinder 2 wird durch einen Einsatz 2b (Abb. 3) verkleinert, um das Wärmegefälle
auf alle vier Zylinder abzustufen. Die Zylinder 2b, 2" werden durch zwei neue Überströmleitungen
13 verbunden. Ebenso wird eine neue Verbindungsleitung 15 mit Umkehrstutzen zwischen
dem neuen Zylinder 2" und dem Niederdruckzylinder 3 als Ersatz der bisherigen Leitung
14 (Abb. i) vorgesehen.
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Der ausgebauteKurbelwellenteilwird durch einen mit dem Kolben des
hinzugefügten Zylinders 2Q verbundenen Wellenteil 17" -I7b ersetzt, der an einem
Ende mit dem Flansch i9 der vorhandenen Welle durch Flansch und am anderen Ende
unmittelbar mit der Hochdruckkurbel 18 verbunden, z. B. in diese eingeschrumpft
wird (Abb. 5).
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DieVierzylinderanordnung ermöglicht nunmehr auch einen guten Massenausgleich.
Zu diesem Zwecke werden die vier Kurbeln innerhalb der vorhandenen Möglichkeiten
in ein Winkelverhältnis zueinander gebracht, das mit Rücksicht auf die veränderten
Druck-und Gewichtsverhältnisse den Anforderungen hinsichtlich des Massenausgleichs
entspricht. Diese Veränderung der Kurbelstellungen wird bei derartigen Umbauten
hauptsächlich von den durch die Verbindungen der alten Wellenteile gegebenen Möglichkeiten
abhängen. Der neu hinzugekommene Wellenteil läßt sich diesen Veränderungen ohne
weiteres anpassen. Beispielsweise ergibt sich im 'vorliegenden Falle bei einer Flanschverbindung
mit neun Verschraubungen mit der alten Welle etwa die in Abb. q. gezeigte Kurbelstellung.
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Handelt es sich um eine Schiffsmaschinenanlage, so wird manchmal die
Raumbeschaffung für die Unterbringung der in `beschriebener Weise verlängerten Maschine
Schwierigkeiten bieten. Da in der Regel auf Schiffen der Maschinenraum unmittelbar
an den Kesselraum grenzt, wird ein Teil des letzteren zur Unterbringung der Maschine
herangezogen. Dies geschieht in der Weise, daß von den vorhandenen Kesseln normalen
Drucks, die teilweise oder gänzlich durch Hochdruckkessel ersetzt werden, der oder
die in der Flucht der Hauptmaschine liegenden Kessel beseitigt werden. Im gezeichneten
Beispiel nach Abb. 6 und 7 ist angenommen, daß der in der Flucht der MaschineA liegende
Kessel B (Abb. 6) normalen Drucks durch den Einbau eines Hochdruckkessels C (Abb.
7) entbehrlich geworden ist, der z. B. im Bereich des vorderen Teils des Kesselraumes
(Bunker) untergebracht wurde. Der dadurch in der Maschinenflucht frei gewordene
Raum wurde zu einer Nische D (Abb. 7) gestaltet, die den Raum für die verlängerte
Maschine A' hergibt.
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Die Erfindung bietet die Möglichkeit, selbst Schiffsmaschinenanlagen,
die bereits durch die Verbindung der Kolbenmaschine mit einer Abdampfturbine eine
wesentliche Verbesserung hinsichtlich Leistung oder Wärmewirtschaft erfahren haben,
in dieser Hinsicht auf einfache Weise. noch weiter zu verbessern. Die umzubauende
Maschine ist z. B. mit einer Abdampfturbine versehen, die in Abb. 1, 3 und 5 mit
2o bezeichnet ist. Ihre Verbindungen 21, 22 mit dem Niederdruckzylinder 3 und dem
Kondensator 23 bleiben beim Umbau unverändert. Zweckmäßig wird aber gleichzeitig
mit dem Umbau der Kolbenmaschine zur Aufnahme des Höchstdruckfrischdampfes eine
- ein- oder mehrstufige Vorschalthöchstdruckturbine 24 vorgesehen, die ihren Dampf
entweder an die Kolbenmaschine oder, wie im gezeichneten Beispiel angenommen, an
die Abdampfturbine 2o abgibt. Diese Vorschaltturbine kann gegebenenfalls durch ein
Zwischenvorgelege auf das Getriebe der Abdampfturbine arbeiten.