DE703504C - Fahrzeug-, insbesondere Schiffsantriebsanlage mit ganz oder teilweise gegenlaeufigerDampf- oder Gasturbine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
11. MÄRZ 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 c GRUPPE

V 360p ι I a/14 c

Sipl.-3ug. Rudolf Voigt in Berlin-Siemensstadt

ist als Erfinder genannt worden.

£>tpi.=3ng. Rudolf Voigt in Berlin-Siemensstadt

Dampf- oder Gasturbine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juli 1939 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 6. Februar 1941

Bei dem derzeitigen Stand der Technik sind Kolbendampfmaschine und Getriebeturbine für Schiffsantrieb im Wirkungsgrad ungefähr bei einer ^Leistung von 2000 PS gleichwertig. Oberhalb dieser Grenze ist das Anwendungsgebiet der Turbine, unterhalb das der Kolbendampfmaschine, wenn nur der Wirkungsgrad den Ausschlag gibt. Diese Leistungsgrenze der Anwendungsgebiete gilt für Handelsschiffsanlagen und für gewöhnliche Dampfdrücke. Die Entwicklung der Dampfmaschinen führt zum Hochdruckdampf und Höchstdruckdampf, wodurch sich an Maschinengewicht sparen läßt. Durch das größere Wärmegefälle ist das in der Anlage arbeitende Dampfgewicht beim Hochdruckdampf geringer als bei den bisherigen mittleren Dampfdrücken.

Durch die Einführung des Hochdruckdampfes wird nun aber die vorerwähnte Leistungsgrenze wesentlich nach oben verschoben, weil der hochgespannte Dampf ein wesentlich kleineres spezifisches Volumen als der gewöhnliche hat, und weil sich damit für den Turbinenbauer die Schwierigkeit ergibt, »5 eine genügend große Schaufellänge für die erste voll beaufschlagte Stufe der Turbine ausführen zu können. Es muß daher sehr viel von dem Gefälle in einem Entspannungsrad (Curtisrad, Rad mitGeschwindigkeitsstufung, zwei- bis dreikränzig) bei teilweiser Beaufschlagung heruntergearbeitet werden, damit dann der Druck im Radraum so weit erniedrigt und das spezifische Volumen des Arbeitsdampfes so groß ist, daß die Schaufel bei voller Beaufschlagung lang genug wird. Selbstverständlich versucht man mit möglichst hoher Turbinendrehzahl unter Dazwischenschaltung von Doppelgetrieben arbeiten zu können. Auch hier ist verhältnismäßig bald die Grenze erreicht, da man mit üblichen Übersetzungen bei gegebener Schraubendrehzahl für gewöhnliche Handelsschiffsanlagen (etwa 80 bis 120) nur auf eine Türbinendreh-

zahl heraufkommen kann, die noch nicht ausreichend ist. die also bei einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit noch nicht genügend kleine Durchmesser ergeben würde, so daß damit die Schaufellänge genügend groß würde. Außerdem verliert man mit der steigenden Turbinendrehzahl aber auch schnell die Möglichkeit, viel stufige Turbinen bauen zu können, und zwar wegen der kritischen Drehzahl, ίο welche bei Schiitsturbinen in keinem Fall in dem Bereich liegen darf, welcher jemals im Fahrbetrieb vorkommen kann. Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen, kann man aber auch mit Erfolg gegenläufige Turbinen bauen; beispielsweise verarbeitet bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit und gleichem Wirkungsgrad ein Kranz einer Ljungström-Ge ■ genlaufturbine das gleiche Wärmegefälle, welches man sonst mit vier nichtgegenläufige'n Kränzen \^rerarbeiten müßte. Die Stufenzahl einer schnellaufenden Maschine kann also ohne Wirkungsgradverlust durch Gegenlauf verhältnismäßig klein werden. Meistens wird aber bei kleineren Anlagen ein Curtisrad am Anfang der Turbine sich nicht umgehen lassen, und es kommt immer darauf hinaus, daß mit Rücksicht auf den schlechteren Wirkungsgrad dieses Rades sein Gefälle so klein wie möglich wird. Der Wirkungsgrad eines soldien Curtisrades läßt sich wesentlich verbessern, wenn auch hierfür, wie an sich bekannt, Gegeniaufverfahren angewendet wird. Es wird der Verlust des dann nicht mehr notwendigen einen Umkehrkranzes gespart. Von diesem Vorteil macht die vorliegende Erfindung Gebrauch.

Da das Dampfdurchsatzgewicht der Leistung verhältnisgleich ist und gerade die kleinen Durchflußgewichte (kleine Leistungen) die Schwierigkeiten der nicht genügend langen Schaufel ebenso bedingen \vie das geringe spezifische Volumen des Hochdruckdampfes, wäre es vorteilhaft, wenn man z. B. die Hochdruckteile für die Backbord- und Steuerbordanlage bei Zwei sch raubenschiffen gemeinsam nehmen könnte, denn dadurch hätte man für diesen Teil wenigstens bei Fahrt mit beiden Wellen das doppelte Dampfgewicht zur Verfugung. Dies bedingt aber, daß trotzdem beide Schraubenwellen unabhängig voneinander manövrieren können. Daß dieses erfindungsgemäß möglich ist, wird weiter unten gezeigt werden.

Anwendung von Hoch- und Höchstdruckdampf im Schiffsbetrieb verlangt auch die Berücksichtigung der ständig mitlaufenden Hilfsmaschinen, weil eine Verbesserung am Wirkungsgrad der Hauptmaschine durch eine schlechte Dampfausnutzung in den Hilfsmaschinen mehr als rückgängig gemacht werden kann. Wenn nun aber für die Hauptmaschine schon die Schwierigkeit besteht, eine brauchbare Schaufellänge zu erhalten, so tritt diese bei den Hilfsmaschinen ganz besonders stark hervor. Es wäre also richtig, die Hilfsmaschinen weitgehendst an die Hauptmaschine anzuhängen, damit die Leistung für die Hilfsmaschinen bei gewöhnlichem Fahrbetrieb wenigstens mit dem etwas besseren Wirkungsgrad der Hauptmaschine erzielt würde. Angehängte Hilfsmaschinen haben aber, wie bekannt, auch ihre großen Nachteile, weil bei längerer Manövrierfahrt für die ausfallenden Hilfsmaschinen von der Hauptmaschine unabhängige Ersatzhilfsmaschinen benötigt werden. Eine Möglichkeit, die Hilfsmaschinen so mit den Hauptmaschinen zu kuppeln, daß sie beim Manövrierbetrieb unabhängig weiterlaufen können, bedeutet also einen Fortschritt.

Bekannt sind Hilfsmaschinen, die mit Anzapfdampf von der Hauptmaschine arbeiten und bei Manövrierfahrten Frischdampf ganz selbsttätig zum unabhängigen Weiterbetrieb erhalten. Auch elektrisch angetriebene Hilfsmaschinen, für welche der Strom von einem Hilfsstromerzeuger geliefert wird, sind dann vom Gang der Hauptmaschine unabhängig, wenn der Dampf für die Antriebsturbine des Hilfsstromerzeugers entweder durch Anzap- go fung aus der Hauptmaschine oder durch ein selbsttätig wirkendes Frischdampfventil geliefert wird. Bei turboelektrischem Antrieb kann außerdem für gewöhnliche Fahrt Strom für die Hilfsmaschine vom Fahrnetz genommen werden. Eine gewisse Abhängigkeit vom Gang der Schfaubenwellen besteht auch hier, weil bei stillstehenden Wellen kein Strom für den Fährbetrieb vorhanden ist. Das Hilfsmaschinennetz müßte also dann auf einen entsprechenden Hilfsstromerzeuger geschaltet werden. Wäre die elektrische Schaltung des Hauptstromerzeugers so unabhängig vom Gang der Schraubenmotoren, daß dieser auch beim Stillstand der Schraubenwellen mit einer Drehzahl durchlaufen könnte, welche die ungestörte Stromerzeugung für das Schiffsnetz möglich machen würde, so könnte der vorher erwähnte Hilfsstromerzeuger in Fortfall kommen. Selbstverständlich soll nicht tio behauptet werden, daß dies ein Mittel sein könnte, für den üblichen Hafenbetrieb den Hauptstromerzeuger zur Stromlieferung heranzuziehen.

Ein ebenfalls schon bekannter, teilweise turboelektrischer Schiffsantrieb, welcher mit einer Triebturbine vereinigt ist, zeigt, daß man die Hochdruckrückwärtsräder dadurch vermeiden kann, wenn man die Hochdruckrückwärtsleistung, wie bei der Vorwärts- iao fahrt auch, elektrisch auf die Schraubenwellen überträgt, \vährend die Nieder-

druckrückwärtsleistung durch eine in die vorhandenen Triebturbinen mit eingebaute Rückwärtsturbine hervorgebracht wird.. Da in diesen Anlagen die Antriebsturbine des Stromerzeugers mit Gegendruck arbeitet, muß bei stillstehenden Schiffsschrauben der Strom für die Hilfsmaschinen, welcher bei Fahrbetrieb vom Hauptstromerzeuger mitgeliefert wird, von einem mit einer Kondensationsturbine angetriebenen Hilfsstromerzeuger aufgebracht werden. Dadurch, daß die Leistung gewisser Turbinen durch mittelbare Übertragung auf die Schraubenwellen gebracht wird, ergeben sich also gewisse Unabhängigkeiten in der Schaltung. In einer elektrischen Übertragung sind die Wirkungsgrade von Stromerzeuger und Motor enthalten. Eine hydraulische Kupplung ermöglicht ebenfalls eine Unabhängigkeit, hat aber einen besseren Übertragungswirkungsgrad. Von dieser Erkenntnis ist bei der vorliegenden Erfindung Gebrauch gemacht worden. Dabei ist ferner berücksichtigt, daß die Abmessungen einer hydraulischen Kupplung mit der dritten Potenz der Drehzahl abnehmen· Wenn also sowieso Getriebe vorhanden sein müssen, ist es richtig, die mittelbaren Übertragungselemente auf die Wellen mit hoher Drehzahl zu setzen.

Unter Berücksichtigung aller bisher aufgeführten Erkenntnisse sind erfindungsgemäß Turbinenanlagen entwickelt worden, die für kleinere Leistungen und höhere Dampfdrücke besonders geeignet sind.

In den Abb. 1 bis 3 ist ein axial beaufschlagtes, in zwei verschiedene Läufer unterteiltes Geschwindigkeitsrad dargestellt, und zwar ein dreikränziges Curtisrad. Die Wellen 1 und 2 befinden sich bei der Abb. 1 im Gegenlauf; der Dampf strömt durch die Düse 35 in den ersten Lauf schaufelkranz 28, weiter durch Lenkschaufeln 31 in den ersten der Laufschaufelkränze 29 des zweikränzigen Gegenlaufrades. Innerhalb dieses Gegenlaufrades wird der Dampf durch die Umkehrschaufeln 30 erstmalig umgekehrt, so daß er in dem zweiten Laufschaufelkranz nochmals Arbeft verrichten kann. In den Lenkschaufeln 31 braucht in diesem Fall der Dampf nicht umgelenkt zu werden, wie es bei einem dreikränzigen, nicht gegenläufigen Curtisrad notwendig wäre. Es ist also der Umlenkverlust gespart. Die Lenkschaufeln 31 sind in einem besonderen, durch die Umsteuerung 27 während des Betriebes umschaltbaren Tragkörper gemeinsam mit dem Ablenkteil 32 eingebaut. Die Umsteuerung des Dampfstromes kann entweder wie in Abb. 1 und 2 dadurch erfolgen, daß die betreffenden Teile, z. B. Lenkschaufeln 31 und Ablenkbogen 32, radial verschoben werden, oder dadurch, daß, wie in Abb. 3, 4 und 5 dargestellt ist, die Leitschaufeln hinter dem ersten Läuferteil, z. B. Lenk-, Umkehr- und Ablenkschaufeln 31, 37 und 38, feststehend nebeneinander auf dem Umfang untergebracht sind und für die einzelnen Fahrtzustände, z. B. Vorwärts-rückwärts und Stopp, jeweils verschiedene Düsengruppen 34, 35, 36 benutzt werden, die Dampfschaltung also in einer Ventilgruppe außerhalb des Gehäuses erfolgt, oder dadurch, daß ähnlich Abb. 3, 4, 's Lenk-, Umkehr- und Ablenkschaufeln 31, 37, 38 auf einem gemeinsamen Ring angeordnet sind, der so drehbar ist, daß die jeweils benötigte Schaufelart vor die Düsen gebracht werden kann.

In Abb. 2 wird nach Umschaltung durch das Gestänge 27 der Ablenkbogen 32 hinter die Laufschaufeln 28 des ersten Kranzes gebracht, so daß der Dampf nicht mehr in für eine Arbeitsleistung gerichteter Strömung an die Schaufelung der Welle 2 gelangen kann. In diesem Fall ist Welle 2 gewissermaßen abgekuppelt; der Dampf durchströmt die Tragscheibe der Welle 2 in vorgesehenen Bohrungen. Eine Anordnung des radial nach außen mündenden Teiles 32 über Teil 31 würde es ermöglichen, daß der Dampf nicht durch die Löcher der Scheibe 2 geleitet zu werden braucht.

In Abb. 3 ist mit einer besonderen Düse 36 ein Teildampfstrom herausgenommen, welcher hinter den Laufschaufeln 28 durch für wiederholte Beaufschlagung geeignete Umkehrschaufeln 37 zur weiteren Arbeitsleistung in den gleichen Schaufelkranz 28 zurückgeleitet wird. Hierdurch wird die Welle 2 ebenfalls ohne Arbeitsleistung gelassen. Selbstverständlich kann Teil 37 auch mit den umschaltbaren Teilen 31 und 32 auf einen gemeinsamen Tragkörper gesetzt werden, so daß wahlweise Schaltung möglich ist. Die Anwendung dieser Schaltungsmöglichkeiten bedingt allerdings Teilbeaufschlagung, wie sie ja bei den Entspannungsrädern meistens vorhanden ist.

Durch die Hinzunahme einer radial beaufschlagten Schaufelung zur axial beaufschlagten ergeben sich die Schaltungsmöglichkeiten nach Abb. 4 und 5. In Abb. 4 wird z. B. durch eine nur für Vorwärtsfahrt offene Düse 35 der Dampfstrom durch die gegenläufige, axial beaufschlagte Schaufelung geleitet, wie bei Abb. 1. In Abb. 5 strömt aus einer Rückwärtsdüse 34 der Dampf nur durch den Laufschaufelkranz 28 der Welle i, welche damit ihre Drehrichtung wie in Abb. 4 beibehält, dann durch einen mit besonderen Umlenkschaufeln versehenen Kranzteil 38,. welcher ihn bei gleichzeitiger Ablenkung aus axialer in radiale Strömung so richtet, daß er in einer radial beaufschlagten, für die andere (nicht, gegenläufige) Drehrichtung der Welle 2 ge-

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eigneten Laufschaufelung 33 noch Arbeit verrichten kann.

Die Abb. 6, 7 und 8 zeigen weitere Schaltmöglichkeiten bei vorwiegend radialer Schaufelbeaufschlagung. Die Bezugszeichen sind sinngemäß die gleichen wie bei den vorhergehenden Abbildungen, so daß der Zweck der Schaltungen ohne weiteres verständlich ist. Zum Beispiel lenkt Teil 32 in Abb. 7 den Dampf nur aus radialer Richtung in axiale Richtung um, richtet ihn aber nicht weiter, während Teil 38 in Abb. S die Umlenkung von radialer in axiale Richtung besorgt und gleichzeitig den Dampf so richtet, daß er in einer für Rückwärtsfahrt geeigneten Laufschaufelung 33, die hier im Gegensatz zu Abb. 4 und 5 eine axial beaufschlagte ist, Arbeit verrichten kann.

Mit Berücksichtigung der Schaltungsmöglichkeiten nach Abb. 1 bis 8 entsteht eine Schiffsantriebsanlage beispielsweise nach Abb. 9. Eine im Hochdruckteil axial oder radial mit gegenläufigem Entspannungsgrad arbeitende, mehrgehäusige Turbinenanlage wirkt über die Getriebe 8, 9, 10 auf die Schiffsschraube 11. Das Getriebe 8 ist durch ein Zwischenrad so eingerichtet, daß die hydraulische Kupplung 12 bei \'orwärtsfahrt im gleichen Drehsinn wie Rad 9 mit dem für hydraulische Kupplungszwecke notwendigen Schlupf (geringer Unterschied in der Drehzahl) umläuft. Bei Vorwärtsfahrt strömt der Dampf über ein vom Regler 26 beeinflußtes Ventil 24 durch die Düsen, weiter durch den z. B. mittels Gestänge 27 entsprechend eingestellten S chaufel ungsteil arbeitsleistend durch die Schaufeln der Welle 1 und 2, wobei sich diese Wellen gegenläufig drehen, wird weitergeleitet über Ventil 22 in die Vorwärtsbesdiaufelung des Mitteldruckgehäuses 3 und des Niederdruckgehäuses 4 zum Kondensator 6. Auf der Welle 1 läuft im gleichen Drehsinn gegebenenfalls eine Hilfsturbine 7 mit, durch welche über das Ventil 25 ein kleiner, ständiger Teilstrom arbeitsleistend in den Kondensator geleitet wird. Die Turbine 7 entspannt dann diesen Dampf von der Druckhöhe bei Ventil 22 auf den Enddruck, während sonst bei stehender Schiffsschraube der eine Kranz der Welle 1 die gesamte Entspannung des Dampfes zu bewältigen hätte bzw. ein Teil des Druckgefälles ohne Arbeitsleistung weggedrosselt werden müßte. An das große Rad des Getriebes 8 sind nun verschiedene Hilfsmaschinen. welche ständig mitlaufen sollen, angehängt, z. B. Kondensatorkühlwasserpumpe 17, Bordstromerzeuger für Lichtzwecke i8, Schmierölpumpe 19 und Kondensatpumpe 20. Die Kesselspeisepumpe 21, welche bei den hohen Drücken zweckrnäßigerweise eine Kolbenpumpe ist, wird durch ein weiteres Getriebe 16 gekuppelt. Das Ritzel dieses Getriebes 16 ist gegebenenfalls durch eine hydraulische Kupplung 15 mit der Welle des großen Rades von Getriebe 8 ver- 6g bunden, so daß die Kupplung 15 entleert werden und damit die Kesselspeisung im Bedarfsfalle unterbrochen werden kann.

Bei stillstehender Schiffsschraube wird z. B. mittels Umstellgestänge 27 der Dampfweg innerhalb der Wellen 1 und 2 so umgestellt, daß Welle 2 nicht von dem arbeitsleistenden Dampf getroffen werden kann, die Ventile 22 und 23 sind geschlossen und über Ventil 25 und die Hilfsturbine 7 geht der Dampf unmittelbar in den Kondensator. Welle ι läuft damit unabhängig von Drehsinn und Drehrichtung der Schiffsschraube weiter und hält den Hilfsmaschinenbetrieb aufrecht. Bei Rückwärtsfahrt wird z. B. mittels Gestänge 27 der Dampfweg innerhalb der Schaufelung von 1 und 2 so umgestellt, daß entweder ein Teil der Rückwärtsleistung durch besondere Schaufelung unmittelbar auf Welle 2 übertragen wird, oder daß Welle 2 nicht vom arbeitsleistenden Dampf getroffen wird. Über das dann geöffnete Ventil 23 wird der Rückwärtsdampf nach der ersten Entspannung durch die Wellen 1 und 2 in die Rückwärtsturbine 5 des Niederdruckgehäuses geleitet. Auch bei dieser Fahrschaltung kann die Welle 1 unabhängig weiterlaufen, wenn auf der Welle des Getriebes 8 beispielsweise eine hydraulische Kraftmaschine 13 die zum Hilfsmaschinenantrieb nicht benötigte Überschußleistung auf eine hydraulische Arbeitsmaschine 14 überträgt, die dann für Rückwärtslauf entsprechend beschaufelt sein muß. Bei dieser Schaltung w^rürde Welle 2 mit Welle ι in gleichem Drehsinn laufen.

In Abb. 10, bei welcher sinngemäß die gleichen Bezugszeichen gelten, ist eine elektrische Übertragung der Leistung der Welle 1 auf die Schraubenwelle vorgesehen. Da die elektrischen Maschinen für Rechts- und Linkslauf gleich gut geeignet sind, erübrigt sich das in Abb. 9 erwähnte Zwischenrad des zur Welle 1 gehörigen Getriebes 8, und es ist hierfür ein Getriebe 39 neu eingeführt. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist z. B. bei Vorwärts- 110 ' fahrt so, daß der Strom vom Erzeuger 18 auf den Motor 40 geschaltet wird. Bei Rückwärtsfahrt wird dann dieser Motor durch Umpolung umgesteuert. Der Übertragungswirkungsgrad bei der Schaltung nach Abb. 9 ist bei Vorwärtsfahrt besser als bei der nach Abb. 10, weil das Produkt der Wirkungsgrade des Stromerzeugers und des Motors kleiner ist als der Wirkungsgrad der hydraulischen Kupplung. xao,

Abb. 11 zeigt eine reine Gegenlaufturbine radialer Beaufschlagung, welche selbstver^^j

sländlich auch mit nachgeschalteten, umsteuerbaren, axial beaufschlagten Turbinen vereinigt sein könnte. Diese Anlage ist für ein Doppelschraubenschiff kleinerer Leitsung vorgesehen. Die Leistungen, Drehrichtungen und Drehzahlen beider Schrauben sind bei Gleichstrombetrieb und geeigneten Wicklungen auf den zugehörigen elektrischen Maschinen unabhängig voneinander, obgleich nur eine

to einzige Antriebsturbine vorhanden ist. Da es sich um zwei Wellen handelt, ist hier, unter Beibehaltung der sonstigen Bezugszeichen, das Fußzeichen α für die eine Welle eingeführt, soweit das nötig ist. Um den Vor-

«5 teil des besseren Übertragungswirkungsgrades zu haben, wird bei Vorwärtsfahrt hydraulisch gekuppelt, während bei Rückwärtsfahrt elektrische Übertragung vorgesehen ist. Die zugehörigen Stromerzeuger ζο^α

«ο und So sind so angeordnet, daß sie durch die hydraulische Kupplung nicht von den Turbinenscheiben getrennt werden können. Die ständig umlaufenden Hilfsmaschinen sind wie bei den Schaltungen nach Abb. 9 und 10 an einen der Gegenlaufteile, z. B. an Teil 1, mittels Getriebe 51 angehängt. Selbstverständlich kann auch die starre Verbindung durch Getriebe 51 in Fortfall kommen, wenn die Hilfsmaschinen durch einen Elektromotor angetrieben werden, welcher z. B. vom Stromerzeuger 50° gespeist würde. In diesem Falle müßte auch bei Vorwärtsfahrt dieser Stromerzeuger erregt sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Mehrleistungsbedarf der angehängten Hilfsmascbinen teilweise dadurch zu erzeugen, daß z. B. das Laufrad 1 einen Schaufelkranz mehr bekäme. Sollte sich auf diese Weise ein Gleichlauf der Wellen noch nicht erzielen lassen, so müßte auch bei Vorwärtsfahrt Strom vom Erzeuger 50 auf den Motor 40" zwecks-Ausgleiches'geleitet werden.

Die Wirkungsweise der Anlage läßt sich

am besten erklären, wenn die Schaltungen für verschiedene Betriebszustände kurz geschildert werden.

Erster Betriebszustand: Steuerbordschraube 11 in Vorwärtsfahrt, Backbordschraube ii^a stopp. Kupplung 12 ist gefüllt und überträgt die Leistung von Turbinen-So teil2 auf Schrauben. Turbinenteil 1 versorgt die Hiilfsmaschinen. Kupplung I2^tt ist leer. Strom von 50 ^a (Überschußleistung) wird auf den für Vorwärtsfahrt gepolten Motor 40 übertragen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Strom von· 50« auf den dann als Motor laufenden Erzeuger 50 zu schalten, wenn die Umpolbarkeit des Motors 40 nicht vorgesehen ist.

Zweiter Betriebszustand: Schraube 11 vorwärtsfahrend, Backbordschraube ii° rückwärtsschlagend. Kupplung 12 ist gefüllt und überträgt Leistung von Teil 2 auf Teil 11. Kupplung I2^ffi ist leer, Strom von 50° wird auf den umpolbaren (umsteuerbaren) Motor 4O^ß geschaltet, welcher die Backbordschraube 6g dann für Rückwärtsfahrt dreht.

Dritter Betriebszustand: Beide Schrauben stopp. Kupplungen 12 und I2^ffi sind entleert, Leistungsüberschuß vom Stromerzeuger 50 wird auf den dann als Motor laufenden Stromerzeuger 50° geschaltet.

Abb. 12 zeigt wesenhaft eine Anlage für eine elektrische Übertragung der Leistung von Welle 1 auf die mit Welle 2 durch Getriebe zusammenhängenden übrigen Turbinen und die Schraube. Es ist nur ein Teilausschnitt unter Benutzung der gleichen Bezeichnungen wie in Abb. 10 dargestellt. Der von Welle 1 in Teil 18 erzeugte Gleichstrom wird durch einen im Schiffsnetz angeordneten Spannungsregler 42 auf gleicher Spannung gehalten. Der Spannungsregler steuert die Leistungsaufnahme des Stromerzeugers 18 mittels dessen Erregerwicklung 41. Bei eingelegtem Fahrschalter 43 wird' der erzeugte Strom je nach Stellung des Umschalters für Drehrichtungswechsel 44 über den Anlasser 45 auf den Schraubenmotor 40 geleitet. Das Feld 46 dieses Motors und damit seine Geschwindigkeit wird geregelt mittels eines von der Turbinenwelle 2 angetriebenen Reglers 48 mit Verstellfeder 49, und zwar in der Art, daß die Muffenbewegung des Reglers mittelbar oder unmittelbar den Widerstand 47 für die Felderregung des Motors beeinflußt. Zum klaren Verständnis wird der Regelvorgang zweckmäßigerweise noch für einen bestimmten Fall besprochen: Z. B. die Schraubendrehzahl soll gesteigert werden. Vom Manövrierstand aus wird dann die Feder 49 durch entsprechende Maßnahmen mehrbelastet. Die Muffe des Reglers kommt dadurch in eine tiefere Stellung und vergrößert den Widerstand 47, wodurch sich das- Feld 46 schwächt. Der Motor 40 kann nunmehr auf größere Drehzahl kommen und holt entsprechend mehr Strom aus dem Scbiffsnetz, dessen Spannung dann absinken würde. Diese Spannungssenkung veranlaßt den Spannungsregler 42, die Erregerwicklung 41 so zu be- no einflussen, daß der Stromerzeuger 18 mehr Strom hergibt. Damit würde die Drehzahl der Turbinenwelle 1 sinken wollen, was aber durch den mit dieser Turbinenwelle verbundenen Regler 26 mittels des Gestänges nach Ventil 24 verhindert wird. Es gelangt also auch mehr Dampf in die Anlage. Dadurch wird nunmehr die Schraubendrehzahl einmal von der elektrischen Seite her und das andere Mal von der Dampfseite her gesteigert. iao Würde eine Überregelung stattfinden, so würde der mit der Schraubendrehzahl zu-

sammenhängende Regler 48 durch die sich hebende Muffe den Widerstand 47 verringern, wodurch dann das entgegengesetzte Regelspiel, wie vorher beschrieben, eintreten würde. bis Gleichgewicht herrscht.

Selbstverständlich können bei den beschriebenen Anlagen in an sich bekannter Weise die beim Manövrieren zu bedienenden Steuerorgane, wie Ventile für Dampf, Gas oder öl sowie Anlasser und Umschalter für Drehrichtungswechsel, in unmittelbarer, z. B. mechanischer, oder in mittelbarer Abhängigkeit von den eigentlichen Manövrierventilen verstellt werden.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Fahrzeug-, insbesondere Schiffsantriebsanlage mit ganz oder teilweise gegenläufiger Dampf- oder Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß die auf zwei verschiedenen Wellen einander zugeordneten Turbinenteile, insbesondere bei auch im Betriebe möglicher Umsteuerung der Wege des Arbeitsmittels für Gegenlauf, Gleichlauf oder Stillstand bzw. Leerlauf des zweitbeaufschlagten Turbinenteiles, mittelbar so mit den Antriebsorganen des Fahrzeuges (Räder, Propeller usw.) zusammengesehaltet sind, daß entweder einer oder beide der einander zugeordneten Turbinenteile unter Leistungsabgabe von Drehsinn und Drehzahl der Fahrzeugantriebsorgane unabhängig werden können.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckturbinenstufe ein auf zwei verschiedenen Wellen angeordnetes, beschauteltes Räderpaar ist, für welches während des Betriebes der Weg des Treibmittelstromes innerhalb der Beschaufelung verändert werden kann.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelgeschwindigkeit, die bei Gegenlauf der Räder stufenweise in den Schaufeln beider Räder verarbeitet wird, durch Änderung ihres Weges in einer oder mehreren Stufen der Schaufelung des zuerst durchströmten Rades allein verarbeitet wird, wobei das zweite Rad dann unabhängig von diesem Treibmittelstrom ist.
4. 4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel nach dem Durchströmen der Schaufelung des ersten Laufrades seine noch nicht verbrauchte Geschwindigkeit im Teil- oder Gesamtstrom in dem anderen Rad verarbeitet, das je nach der Schaltung des Treibmittelstromes im Gegenlauf zum ersten Rad oder durch besondere Beschaufelung mit gleichem Drehsinn angetrieben wird.
5. 5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Veränderung des Treibmittelweges innerhalb der Schaufeln benötigten verschiedenartigen Leitschaufeln (Lenkschaufeln für geraden oder nur schwachgekrümmten Treibmittehveg, Ablenkschaufeln für Umgehung der folgenden Laufschaufelung, Umkehrschaufeln für wiederholte Beaufschlagung ein und desselben Laufschaufelkranzes) bei Teilbeaufschlagung und Anwendung von nur axial beaufschlagter Beschaufelung auf einem gemeinsamen, während des Betriebes vor ein und derselben Düsengruppe radial verstellbaren Tragkörper angeordnet sind.
6. 6. Anlage nach Anspruch 3 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Veränderung des Treibmittelweges innerhalb der Schaufeln benötigten verschiedenartigen Leitschaufeln (wie in Anspruch 5 aufgezählt, ferner gegebenenfalls Umlenkschaufeln für Beaufschlagung der besonderen Beschaufelung des zweiten Rades) bei Teilbeaufschlagung und Anwendung von' axial, radial oder teils axial teils radial beaufschlagter Beschaufelung entweder auf einem gemeinsamen Tragkörper angeordnet sind, welcher vor den Düsen in Umfangsrichtung während des Betriebes verschiebbar ist, oder vor verschiedenen zu- und abschaltbaren Düsenbögen fest im Gehäuse sitzen.
7. 7. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Fahrzeugantriebsorganen unabhängige Gegenlauf teil über ein Getriebe mit Zwischenrad durch hydraulische Kupplung oder über ein Getriebe ohne Zwischenrad durch elektrische Kupplung mit der Getriebewelle des anderen Gegenlaufteiles verbunden ist.
8. 8. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichstromübertragung der Leistung des von den Fahrzeugantriebsorganen unabhängigen Gegenlaufrades oder der Gegenlaufräder auf den Propellermotor dieser -; dem Einfluß eines von der Drehzahl des Propellers abhängigen Fliehkraftreglers, mit stark veränderlichem Regelbereich durch Fernbetätigung derart unterstellt ist, daß die Muffenstellung des Reglers die Leistungsaufnahme des Motors regelt, wobei dann die Spannung des Fahrnetzes bei allen Belastungsänderungen durch einen Spannungsregler, welcher die Er- iao regerwicklung_v des Stromerzeugers steuert, auf gleicher Höhe gehalten wird, wan- '

   rend die treibmittelseitige Regelung der Antriebsmaschine des Stromerzeugers durch einen von deren Drehzahl abhängigen Fliehkraftregler bewirkt wird.
9. 9. Anlage nach Anspruch 1 mit stets gegenläufiger Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden' Gegenlaufteiie mit zwei voneinander in Drehzahl und Drehrichtung unabhängigen Fahrzeugantriebsorganen so gekuppelt sind, daß die Überschußleistung einer Gegenlaufwelle auf das mit ihr gekuppelte Fahrzeugantriebsorgan oder auf die andere Gegenlaufwelle geleitet werden kann.
10. 10. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfe maschinen bei Unabhängigkeit eines Gegenlaufteiles von den Fahrzeugantriebsorganen von der Welle des betreffenden Gegenlaufrades mittelbar oder unmittelbar angetrieben werden und daß sie, wenn beide Gegenlaufräder von den Fahrzeugantriebsorganen unabhängig sind, an einer oder beiden zugehörigen Wellen mittelbar oder unmittelbar angehängt sind, wobei die Beschaufelung der Gegenlaufräder entsprechend dem Leistungsmehrverbrauch der Turbinenseite mit den Hilfsmaschinen verschieden ausgeführt sein kann.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen