DE73054C - Schiffsmaschine mit zwei- oder mehrstufiger Expansion und abstellbarem Zusatzcylinder für verschiedene Kraftäufserung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

verschiedene KraftäuPserung.

Die Erfindung bezieht sich auf Schiffs-Dampfmaschinen derjenigen Art, welche gewöhnlich mit zwei oder mehr Expansionsgraden arbeiten. Zweck der Erfindung ist, eine gröfsere verhältnifsmäfsige Wirksamkeit der Maschine, sowie eine· weitgehendere Ersparnifs an Feuerungsmaterial in den Fällen zu erzielen, wo solche Maschinen wesentlich unter ihrer Vollkraft beansprucht werden, als bei den bestehenden Anordnungen solcher Maschinen möglich ist. Kriegsdampfer sind häufig längere Zeit hindurch mit halber oder noch geringerer Geschwindigkeit ihrer maximalen Fahrgeschwindigkeit zu treiben. Es müssen aber bei Dreifach - Expansionsmaschinen beispielsweise die bezüglichen Gröfsen der verschiedenen Cylinder und die Vertheilungs- und Absperrschieber bezw. Ventilanordnungen derart sein, dafs die festen Resultate erzielt werden, wenn volle Kraftausnutzung vorliegt, während nicht in demselben Mafse zufriedenstellende oder gleich ökonomische Resultate erhalten werden, wenn sich der Betrieb mit geringer Kraftentwickelung vollzieht. In letzterem Falle mufs entweder der Druck vermindert, oder es mufs der Dampf in seinem Zuge aus dem Hochdruckcylinder oder ersten Cylinder früher abgesperrt werden. Im ersten Falle wird die volle Leistung nicht erhalten, welche nach dem maximalen Druck, den die Kessel liefern können, zu erzielen sein sollte. Im zweiten Falle werden andererseits die Beanspruchungen in dem Hochdruck - oder ersten Cylinder gröfser und schwanken erheblicher. Endlich ist noch zu erwähnen, dafs in dem zweiten und dritten Cylinder die Arbeitsweise eine mangelhafte wird, weil die Expansion des Dampfes in dem ersten Cylinder eine gröfsere ist.

Nach der Erfindung wird ein besonderer Cylinder vorgesehen, welcher kleiner als. der (gewöhnliche) erststufige Cylinder ist, und es werden Verbindungsrohre oder Kanäle mit Schiebern oder Ventilen derart angeordnet, dafs die Arbeitsweise den wechselnden Erfordernissen zu verschiedenen Zeiten gemäfs geändert werden kann.

Wenn mit Vollkraft gearbeitet wird, kann der zusätzliche besondere Cylinder unwirksam gemacht werden, oder es kann derselbe und der Cylinder, mit welchem er combinirt wird, zusammen als ein gewöhnlicher erststufiger Cylinder betrieben werden. Wenn die Maschinen dagegen mit z. B. '/₄ ihrer vollen Leistung zu betreiben sind, so wird der lebendige Dampf von dem (gewöhnlichen) erststufigen Cylinder abgesperrt und nur nach dem Zusatzcylinder zugelassen. In diesem besonderen Cylinder wird der Dampf an einem für die erforderliche Kraftabgabe geeigneten Punkte abgeschnitten und geht aus diesem Cylinder nach dem Schieberkasten des (gewöhnlichen) erststufigen Cylinders ab. Die Maschinen werden

auf diese Weise (wenn sie gewöhnlich Dreifach - Expansionsmaschinen sind) zu Vierfach-Expansionsmaschinen, wobei die drei gewöhnlichen Cylinder genau so arbeiten, als ob sie Dampf von gemindertem Druck unmittelbar aus den Kesseln erhielten, während die Aufgabe und Oekonomie, die von dem höheren Druck herrührt, durch den Zusatz- oder besonderen Cylinder verwirklicht bezw. erreicht werden.

Die Neuerungen sind bei verschiedenen Anordnungen von Schiffsmaschinen anwendbar. Auf den beiliegenden sechs Blatt Zeichnungen sind einige Anwendungsweisen als Beispiele zur Darstellung gebracht, nach denen die Erfindung und die Art und Weise ihrer Anwendung beurtheilt werden kann.

Auf jedem Blatt der Zeichnungen ist ein einzelnes Beispiel behandelt; in jedem Falle ist indessen nur so viel von der Maschine dargestellt, als zur Erläuterung der Neuerungen nothwendig ist. Theile, welche nicht beschrieben werden oder nicht dargestellt sind, sind in irgend einer geeigneten und bekannten Weise anzuordnen oder auszubilden. Alle dargestellten Maschinen sind Invert-Cylinder-Schraubenpropellermaschinen.

Auf Blatt I sind die Fig. i, 2 und 3 bezw. Grundrifs, durchschnittene Seitenansicht und verticaler Querschnitt der Maschine (Beispiel Nr. 1).

Auf Blatt II sind die Fig. 4, 5 und 6 Grundrifs , durchschnittene Seitenansicht und Endansicht der Maschine (Beispiel Nr. 2).

Auf Blatt III sind die Fig. 7, 8 und 9 bezw. Grundrifs, Seitenansicht und verticaler Querschnitt der Maschine (Beispiel Nr. 3).

Auf Blatt IV sind die Fig. 10, 11 und 12 Grundrifs, Seitenansicht und verticaler Querschnitt der Maschine (Beispiel Nr. 4).

Auf Blatt V sind die Fig. 13, 14 und 15 bezw. Grundrifs, Seitenansicht und verticaler Querschnitt der Maschine (Beispiel Nr. 5).

Auf Blatt VI sind die Fig. 16 und 17 Grundrifs und Seitenansicht der Maschine (Beispiel Nr. 6); die Fig. 18, 19 und 20 sind Grundrifs, Seitenansicht und verticaler Querschnitt der Maschine (Beispiel Nr. 7).

In den Zeichnungen werden dieselben Buchstaben- und Zahlenbezeichnungen zur Kennzeichnung derselben oder gleicher Theile benutzt. In jedem Beispiel bezw. jeder Ausführungsform der Erfindung bezeichnet der Buchstabe C den Zusatz- oder besonderen Cylinder, während der (gewöhnlich) Hochdruckoder erststufige Cylinder und die anderen Cylinder bezw. die Bezeichnungen C₁ C₂ und C₃ erhalten haben.

Beispiel Nr. 1 auf Blatt I umfafst eine bekannte Dreifach - Expansionsmaschine mit den Cylindern C₁ C₂ C₃, die so angeordnet sind, dafs sie drei Kurbeln bewegen, während der Zusatzcylinder C als Tandem-Cylinder mit dem erststufigen Cylinder C₁ auftritt. Die Kolbenstange R und die Schieberstange R₁ für den Zusatzcylinder C sind mit Kupplungen A B versehen, die aufser Eingriff gebracht werden können, wenn jener Cylinder unwirksam bleiben soll. Das Dampfrohr 5 communicirt mit einem Schieberkasten D, der ein Ventil E enthält, welches in geöffneter Lage Dampf durch einen Kanal S₁ in das (gewöhnlich) erststufige Schiebergehäuse V₁ läfst, während ein zweites Ventil F in geöffneter Lage Dampf aus dem Schieberkasten D durch ein Rohr F₁ nach dem Schiebergehäuse V des Zusatzcylinders C treten läfst. Der Abdampf aus dem Zusatzcylinder C findet durch ein Rohr G₁ und den , Schieber G nach dem Kanal S₁ statt, der in das Schiebergehäuse oder den Schieberkasten F₁ führt.

Das Beispiel Nr. 2 auf Blatt II ist in gleicher Weise wie das Beispiel Nr. 1 ausgeführt, mit der Ausnahme jedoch, dafs der Zusatzcylinder C über dem Niederdruckcylinder oder (gewöhnlich) Cylinder C₃ dritter Stufe angeordnet ist.

Bei den Beispielen Nr. 1 und Nr. 2 kann der Zusatzcylinder vollkommen aufser Verbindung mit den übrigen Cylindern gebracht und in dem Falle entfernt werden, wo er durch einen Schufs Schaden erlitten haben sollte oder wo die Vorsicht im Gefechtsfalle etc. dies gebietet.

Bei dem Beispiel Nr. 3 auf Blatt III sind der Zusatzcylinder C und der Cylinder C₁ erster Stufe für den gemeinsamen Betrieb mit Hochdruckdampf . bemessen , wenn Extrakraft erfordert wird. Bei dieser Ausführungsform werden die Schieber, durch deren Oeffnen und Schliefsen die Maschine als Dreifach-Expansionsmaschine mit voller Kraft oder als Vierfach-Expansionsmaschine arbeitet, die eine geringere Kraftleistung ergiebt, in unmittelbare Verbindung mit dem Hochdruckschieberkasten V₁ gebracht. Der Dampf tritt bei S, Fig. 9, in eine Kammer ein, wohin er durch ein Ventil E nach den Vertheilungsschiebern V₁ des Cylinders C₁ und durch einen Schieber F und ein Rohr F₁ nach den Schiebern V der Zusatzcylinder C Zutritt hat. Der Dampf geht' aus dem Zusatzcylinder C durch ein Rohr G¹ in eine Kammer, welche Schieber G und G₂ hat, die bezw. mit den Dampf-Zu- und -Auslafsseiten der Schieber V₁ in Verbindung stehen. Wenn sich der Betrieb mit Extrakraft vollzieht, sind die Ventile E F und G₂ offen, während das Ventil G geschlossen ist. Wenn mit gewöhnlicher Vollkraft, d. h. ohne den Extracylinder C gearbeitet wird, ist das Ventil F geschlossen, und wenn mit verminderter Kraft gearbeitet oder die Maschine als Vierfach-

Expansionsmaschine betrieben wird, so sind die Ventile E und G₂ geschlossen und die Ventile F und G geöffnet. Die Räume HH₂ sind mit dem Schiebergehäuse des Cylinders C₂ (gewöhnlich) zweiter Stufe verbunden.

Die Ausführungsform nach Beispiel Nr. 4 auf Blatt IV ist entsprechend dem Beispiel Nr. 3 ausgebildet; nur ist der Zusatzcylinder C über dem Cylinder C₂ (gewöhnlich) zweiter Stufe angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Beispiel Nr. 5 auf Blatt V erhält der Zusatzcylinder dieselbe Höhenlage wie die anderen Cylinder und hat eine mit demselben in Verbindung gebrachte besondere Kurbel. Für eine geringere Kraftleistung arbeitet das Ganze als Vierfach-Expansionsmaschine. Es sind indessen Kanäle und Schieber in Verbindung mit den Cylindern C und C₁ vorgesehen, um diese Cylinder als Hochdruckcylinder arbeiten zu lassen und auf diese Weise das Ganze zu einer Dreifach-Expansionsmaschine für Vollkraft zu machen. Ueberdies können entweder der Zusatzcylinder C oder der Niederdruckcylinder C₃ aufser Verbindung mit den übrigen gebracht werden, und es können die drei übrigen Cylinder als Dreifach-Expansionsmaschine arbeiten. Fig. 15 ist eine Schnittdarstellung, welche die Schieber V des Zusatzcylinders C ersichtlich macht und auch die Absperrventile EFG G₂ zeigt, die mit den entsprechend bezeichneten Ventilen der anderen Beispiele übereinstimmen.

Das Beispiel Nr. 6 auf Blatt VI enthält zwei Cylinder C₁ C₂ wie bei einer gewöhnlichen Maschine zweier Stufen, die gewöhnlich Compound- oder Verbundmaschine genannt wird, und einen Cylinder C, der hinzukommt, um als Ganzes die Maschine mit geringer Kraftleistung als Dreifach-Expansionsmaschine laufen zu lassen. In Verbindung mit den Cylindern C und C₁ sind Kanäle und Ventile E F G₂ vorgesehen, genau wie für die entsprechenden Cylinder der Ausführungsform nach Beispiel Nr. 5.

Die Ausführungsform nach Beispiel Nr. 7 auf Blatt VI ist in ähnlicher Weise wie nach Beispiel Nr. 6 construirt und dient entweder zum Betriebe als Compound - Maschine mit zweifacher Expansion oder als Dreifach-Expansionsmaschine. Die Cylinder sind indessen für zwei Kurbeln, anstatt für drei angeordnet, indem der Zusalzcylinder C über dem zweiten oder Niederdruckcylinder C₂ liegt. Fig. 20 zeigt die Schieber V₁ für den (gewöhnlich) Hochdruck- oder Cylinder C₁ erster Stufe, sowie die Kanäle und Schieber, welche die Dampfwege bestimmen. Aufser den Ventilen E F G G₂, die zu denselben Zwecken wie die entsprechenden Ventile bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sind, sind bei der Ausführungsform nach Beispiel Nr. 7 Schieber / K mit geeigneten Rohren oder Kanälen angeordnet; der eine Schieber J, Fig. 18, dient dazu, Dampf, der aus dem Cylinder C₁ ausgetreten ist, nach dem Zusatzcylinder C zu lassen, und der andere Schieber K hat die Aufgabe, Dampf, der aus dem Cylinder C tritt, direct in den Auslafskanal des Niederdruckcylinders C₂ zu leiten. Bei dieser Anordnung der Schieber und Kanäle kann die Maschine mit drei- oder zweifacher Expansion betrieben werden. Für die zweifache Expansion oder den Compound-Betrieb kann der Zusatzcylinder C unwirksam gemacht werden, oder er kann entweder mit dem Hochdruckcylinder C₁ oder mit dem Cylinder C₂ zweiter Stufe oder dem Niederdruckcylinder arbeiten.

Die Schieber oder andere Theile, welche in vorstehender Beschreibung genannt und auf den Zeichnungen dargestellt worden sind, können durch irgend welche geeignete und bekannte gleichwerthige Einrichtungen ersetzt werden, ebenso wie jede Ventil- und Kanalanordnung, welche als Theil der einen oder anderen Ausführungsform auftritt, bei irgend einer anderen Ausführungsform Anwendung finden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Schiffsdampfmaschine mit zwei- oder mehrstufiger Expansion, bei welcher ein besonderer Dampfcylinder mit den entsprechenden Kanälen und Schiebern angefügt ist, derart, dafs die Maschine für gewöhnlichen Betrieb ohne Zusatzcylinder arbeiten kann, oder dafs der Zusatzcylinder als Hochdruckcylinder verwendet und die Expansion durch Benutzung des sonstigen ersten (Hochdruck-) Cylinders als Expansionscylinder um eine Stufe weitergeführt werden kann, oder dafs sowohl der Zusatz als auch der erste Cylinder mit Hochdruckdampf gespeist werden können.

   Hierzu 6 Blatt Zeichnungen.