DE693640C - Geblaeseantrieb fuer Schlingertankanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schlingerdämpfungsanlagen für Schiffe mit zu beiden Seiten des Schiffes angeordneten Flüssigkeitstanks, bei denen 'die Tankflüssigkeit im Takt

. 5 der Schiff schwingungen hin und her verschoben und diese Flüssigkeitsbewegung durch ein Gebläse künstlich aktiviert wird. Solche Schlingertankanlagen dienen in der Regel nicht nur zur Schlingerdämpfung bei gleichzeitiger Berücksichtigung überlagerter Schräglagen, sondern, bei nicht schlingerndem Schiff oder kleineren Schlingerwinkeln, auch zur Bekämpfung reiner statischer Schräglagen, die etwa infolge einseitiger Lastenverteilung, Winddruck, Kursänderungen o. dgl. auftreten können. Vorzugsweise werden die Anlagen dabei derart betrieben, daß entweder das Schlingern mit überlagerten Schräglagen oder die reinen Schräglagen bekämpft werden.

Die Gebläse derartiger Schlingertankanlagen wurden bisher nach den Kennlinien gebaut, die im Diagramm der Zeichnung ausgezogen dargestellt sind. Auf der Abszissenachse dieses Diagramms ist die Fördermenge je Zeiteinheit des Gebläses, z. B. in cbm/min, aufgetragen; die Ordinäten stellen die Drehzahl, die D'ruckhöhe und die Leistung des Gebläses dar, so daß das Diagramm drei Kennlinien in Abhängigkeit von der Fördermenge zeigt. Die. Gebläse wurden also, wie man aus dem Diagramm herausliest, mit konstanter Drehzahl betrieben. Diese konstante Drehzahl wurde z. B. dadurch erreicht, daß als Antriebsmotor ein Gleichstromnebenschlußmotor oder 'eine Dampfturbine mit Fliehkraftregler für konstante Drehzahl benutzt wurde. Eine Anpassung der Gebläseleistung an die Stärke der Schlingerbewegun-

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gen wurde bei konstanter Drehzahl des Gebläses durch Drosselregelung erreicht, indem eine Reglerklappe im Luftkanal, mehr oder weniger geöffnet wurde. Eine anders bekannte Möglichkeit der Leistungsregelung besteht darin, die Drehzahl des Gebläses in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung veränderlich zu machen. Beim Übergang auf eine höhere Leistungsstufe wird die Drehzahl

in des Gebläses erhöht, was auch einen höheren Gebläsedruck entsprechend der gegebenen - konstanten Charakteristik des Gebläses zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu-

"5 gründe, daß, je nachdem ob die Schlingertankanlage zum Schlingerdämpfen oder zur Bekämpfung reiner statischer Schräglagen benutzt wird, 'die Betriebsweise des Gebläses verschieden sein muß. Ausgedehnte Versuche

ze haben nämlich ergeben, daß zum Zwecke des " Schlingerdämpfens große Luftmengen bei kleiner Druckhöhe zu fördern sind; für die reine Schräglagenbekämpfung werden kleine Luftmengen bei großen Druckhöhen benötigt.

Im ersteren Falle ist die aufzuwendende Leistung erheblich größer als im zweiten Falle. Im allgemeinen ist anzustreben, daß die Luftmenge für Schräglagenbekämpfung auf einen Bruchteil, z. B. auf etwa V₃ der Luftmenge für ■ 30 Schlingerdämpfungsbetrieb, erniedrigt wird. Bei einem Schiff mittlerer Größe zeigte es sich als erforderlich, die Luftmenge von 200 cbm/min auf 60 cbm/min zu verringern und dafür die .Druckhöhe von 2 m Wassersäule auf 3 m Wassersäule zu erhöhen. Eine derartige Arbeitsweise ist mit den bisher verwandten Gebläsen nicht möglich, wie auch das Diagramm zeigt, da die Druckhöhe in dem in Frage kommenden Arbeitsbereich des Gebläses bei gleichbleibender Drehzahl mit sinkender Fördermenge nicht zunimmt, vielmehr sogar etwa abfällt. Auch bei Leistungsregelung durch Veränderung der Gebläsedrehzahl kann die gewünschte Arbeitsweise nicht

.„ erreicht werden, weil dabei die Drehzahlregelung ja in Abhängigkeit von der Leistung erfolgt, die sich aber beim Übergang von der einen Betriebsart auf 'die andere nicht zu ändern braucht. Tm allgemeinen wird sogar beim Wechsel voon Schlingerdämpfen auf die Schräglagenbekämpfung die Leistung zurückgehen, was .eine kleinere Drehzahl und somit" einen geringeren Gebläsedruck bedeuten würdes Die neue Erkenntnis läßt sich nur dadurch verwirklichen, daß beim Übergang von der. einen auf die andere Betriebsart eine Änderung in der Charakteristik des Gebläses vorgenommen wird. Die Erfindung betrifft demgemäß einen Gebläseantrieb für Sehlingertankanlagen, deren Tankflüssigkeitsbewegung durch Gebläse aktiviert wird und die wahlweise zur Schlingerbekämpfung, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Berücksichtigung statischer Schräglagen, oder zur reinen Schräglagenbekämpfung dienen, mit Druckhöhenregelung des Gebläses durch Änderung seiner Drehzahl, und das erfinderische Kennzeichen dieses Gebläseantriebes besteht darin, daß die Drehzahl des Gebläses beim Übergang von der Schlingerbekämpfung auf Schräglagenbekämpfung von einem niedrigeren auf einen höheren Wert bzw. beim Übergang von Schräglagenbekämpfung auf Schlingerbekämpfung im entgegengesetzten Sinne einregelbar ist. Um eine derartige Regelung zu erreichen, kann für den Antrieb des Gebläses ein Motor vorgesehen werden, dessen Drehzahl sehr belastungsabhängig ist und mit abnehmender Leistung stark zunimmt. Steht Gleichstrom zur Verfugung, so kann der Antrieb z. B. von einem Elektromotor mit Hauptstrom- oder Verbundwicklung erfolgen. Sollte diese Regelung allein nicht empfindlich genug sein, z. B. weil die Leistungsunterschiede der beiden Betriebsarten zu gering sind oder beim Schlingerdämpfen stören, dann können von einem Steuerorgan der Anlage zusätzlich oder auch allein besondere Mittel zur Erhöhung der Drehzahl des Gebläsemotors eingeschaltet werden. Zu diesem Zweck können z.B. die aus den Patentschriften 645658 und 682 232 bekannten Periodenmeßgeräte (Phasenwähler) dienen, die bekanntlich so arbeiten, daß sie, sobald die Eigenschwingungszahl des Schiffes ihren Regelwert um einen gewissen Betrag, beispielsweise 2ο o/o, überschreitet, die Anlage selbsttätig, auf eine bei i8o° liegende Phasenverschiebung, d.h. auf Schräglagenbekämpfung, umschalten. Dieser Phasenwähler wird dann gleichzeitig z. B. über einen Magneten einen Drehzahlregler für die Erhöhung der Drehzahl des Gebläseantriebsmotors betätigen. Bei einem Elektromotor kann z. B. das Feld geändert, bei einer Dampfturbine das Regelgestänge des Fliehkraftreglers verstellt werden. Schließlich kann man ,auch noch bei statischen Schräglagen die Drehzahl zusätzlich in Abhängigkeit von der Größe des Schräglagen winkeis weiterhin steigern, um die Niveauunterschiede der Tanks in der Gebläsewirkung ebenfalls zu berücksichtigen. Diese zusätzliche Regelung kann natürlich auch dann vorgesehen werden, wenn an sich schon der Gebläsemotor in seiner Drehzahl belastungsabhängig ist. '"

Bei einem erfindungsgemäßen Gebläseantrieb 'ergibt sich für den Bereich geringer Fördermengen der aus dem Diagramm ersichtliche, gestrichelt gezeichnete Verlauf der Kennlinien· Sobald im Punkte die Anlage von Schlingerdämpfen auf Schräglagenbekämpfung umgeschaltet wird, erhöht sich

durch 'die 'erfindungsgemäßen Maßnahmen die Drehzahl des Gebläses, und das hat eine beträchtliche Steigerung des Druckgefälles zur Folge. Ebenfalls wird 'die Leistung gegenüber dem Falle gleichbleibender Drehzahl erhöht. Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, daß mit derartig erhöhten Drehzahlen eine wesentlich schnellere und bessere Schräglagenbekämpfung erreicht wurde.

ίο Der Punkt i? im Diagramm bezeichnet einen Zustand der Schlingerdämpfung bei normaler Belastung. Hierbei ergeben sich sowohl mit den bisher benutzten wie auch mit den nach den neueren Erkenntnissen eingerichteten Gebläseantrieben die gleichen Verhältnisse. Hingegen zeigt eine Betrachtung des Betriebszustandes bei der Schräglagenbekämpfung im Punkt C, daß .sich mit den erfmdungsgemäßen Gebläseantrieben weitaus bessere Ergebnisse erzielen lassen. Trotz der bei Schräglagen-

.' -bekämpfuing wesentlich geringeren Gebläseleistung erhält man 'eine beträchtliche Zunahme der Di-uckhöihe.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Gebläseantrieb für Schlingertankanlagen, deren Tankflüssigkeitsbewegung durch Gebläse aktiviert wird und die wahl-3c weise zur Schlingerbekämpfung, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Berücksichtigung statischer Schräglagen, oder zur reinen Schräglagenbekämpfung dienein, mit Druckhöhenregelung des Gebläses durch Änderung seiner Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Gebläses beim Übergang von der Schlingerbekämpfung auf Schräglagenbekämpfung von einem niedrigeren auf leinen höheren Wert bzw. bei Übergang von Schräglagenbekämpfung auf Schlingerbekämpfung im entgegengesetzten Sinne eiimiegelbar ist.
2. 2. Gebläseantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb' des Gebläses ein Motor (Elektromotor, Dampf turbine o. dgl.) solcher Charakteristik dient, daß seine Drehzahl mit abnehmender Leistung zunimmt.
3. 3. Gebläseantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, von einem Steuerorgan der Anlage, z. E. Periodenmeßgerät, gesteuerte Organe zur Änderung der für die Schlingerbekämpfung gültigen Charakteristik im Sinne einer Erhöhung der Drehzahl des Gebläsemotors bei Schräglagenbekämpfung vorgesehen sind.
4. 4. Gebläseantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit vom Schräglagenwinkel des Schiffes regelbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen