DE841860C - Kraftanlage, insbesondere fuer Schiffsantrieb, mit Turbinen und Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kraftanlage, insbesondere für Schiffsantrieb, mit Turbinen und Verbrennungskraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kraftanlagen, insbesondere für den Antrieb von Schiffen, welche ein oder mehrere `'erlirennungskraftmaschinen aufweisen, die eine zur Ergänzung der Nutzleistung von ein oder mehreren Dampf- und/oder Gasturbinen dienende Antriebsleistung für den über Ritzel und Zalinraduiltersetzuiigsgetriebe erfolgenden Antrieb einer Schraubenwelle liefern.
• Gemäß der Erfindung treibt bei solchen Kraftanlagen die Verbrennungskraftmaschine bzw. -maschinen ein Ritzel des Untersetzungsgetriebes, welches außerdem von der oder einer der Dampf-oder Gasturbinen angetrieben wird. Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist zur Erleichterung der Auswahl und Verwendung einer Verbrennungskraftmaschine von in jedem ein.-zelnen Anwendungsfall am besten geeigneter Größe und Drehzahl vorgesehen, zwischen die Verbrennungskraftmaschinenkurbelwelle und das von dieser, wie oben gesagt, gemeinsam mit einer Turbine an, getriebene Ritzel ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe, vorzugsweise mit einer Übersetzungsstufe, einzuschalten.
• Um die Verbrennungskraftmaschine mit dem Ritzel des Untersetzungsgetriebes zu kuppeln, das gemeinsam durch die Verbrennungskraftmaschine und die Turbine angetrieben werden soll, kann jede Art von trennender Rutschkupplung verwendet werden, z. B. eine bekannte elektromagnetische oder hydraulische Kupplung. Das eine der Kupplungselemente kann an dem Untersetzungsgetrieberitzel befestigt werden, während das andere an der getriebenen Welle des obengenannten, mit der Verbrennungskraftmaschinenkurbelwelle verbundenen, ins Schnelle übersetzenden Getriebes befestigt werden kann. Wenn es sich um eine elektromagnetische Kupplung handelt, kann diese zwischen die Verbrennungskraftmaschinenkurbelwelle und den Antriebsteil des ins Schnelle gehenden Getriebes eingesetzt werden.
• Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen in drei Ausführungsbeispielen näher erläutert: In der Fig. i ist eine Schraubenwelle 1 über ein das Zahnrad 2 und die Ritzel 3 und :1 enthaltendes Untersetzungsgetriebe mit nicht gezeigten Dampf-oder Gasturbinen gekuppelt, wobei der Antrieb von den Turbinen über die Wellen 5 und 6 erfolgt, mit denen die entsprechendenRitzel 3 und .4 fest verbunden sind. Außerdem ist mit dein Ritzel 3 über ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe 8, 9 und eine Trennkupplung to eine Verbrennungskraftmaschine 7 gekuppelt.
• Vorteilhafterweise kann entweder der treibende Teil 8 oder der angetriebene Teil 9 oder beide Teile des iiis Schnelle übersetzenden Getriebes so ausgebildet sein, daß sie einen Sch@vungradeffekt über den hinaus beitragen, der sich normalerweise aus den für die ('l)ertragung der Verbrennungskraftmaschinenleistung erforderlichen Getriebeverhältnissenergeben würde. Der erforderliche Schwungradeffekt kann, falls notwendig, dadurch erhöht werden, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der den angetriebenen Teil 9 des ins Schnelle übersetzenden Getriebes tragenden Welle ein zusätzliches Schwungrad i i befestigt wird. Die Verzahnung des ins Schnelle gehenden Getriebes kann als Geradverzahnung, als einfache oder als doppelte Schrägverzahnung bzw. Winkelverzahnung ausgeführt werden, obgleich die einfache Schrägverzahnung finit einem geringen Schrägungswinkel vorzuziehen ist.
• außer der Darstellung der Anwendung des zusätzlichen Schwungrades ii zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform der Kraftanlage, die eine zusätzliche Verbrennungskraftmaschine 7' vorsieht, die über das ins Schnelle übersetzende Getriebe 8', 9' und eine Kupplung io' das Ritzel 4 des Untersetzungsgetriebes treibt, und zwar in genau der gleichen Weise, wie die Maschine 7 das Ritzel 3 treibt. Eine weitere Besonderheit der Anlage der Fig. 2 ist, daß, um ein Maß von Torsionsnachgiebigkeit in dem Antrieb zwischen dem ins Schnelle übersetzenden Getriebe und dem Untersetzungsgetrielreritzel einzuführen. (las ins Schnelle übersetzende Getriebe an dem von (lern Untersetzungsgetriehe entfernt liegenden Ende der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und eine sich zur Hauptsache über die Länge der Verbrennungskraftmaschine erstreckende, verlängerte Kupplungswelle 12 bzw. 12' verwendet -,wird, um den angetriebenen Teil der Kupplung io, io' mit dem Untersetzungsgetrieberitzel3, 4 zu kuppeln.
• Es ist daran gedacht, daß die oben angegebene I Schwungradwirkung zusammen mit der durch die verlängerte Kupplungswelle 12, 12' erzielten Nachgiebigkeit ausreichend sein können, um die periodischen Drehmoment- und Geschwindigkeitsschwankungen der Verbrennungskraftmaschine auf ein solches Maß zu verringern, daß eine Kupplung der Turbo- oder elektromagnetischen Bauart entbehrt und durch eine einfache Reibungsrutschkupplung ersetzt werden kann.
• Die Kupplung kann in der Nähe des Untersetzungsgetrieberitzelendes der Kupplungswelle oder in der Nähe des ins Schnelle übersetzenden Getriebes angeordnet sein. Bei einer in Fig.3 dargestellten alternativen Anordnung ist die Kupplung io, io' an der von der Kupplungswelle entfernt liegenden Seite des ins Schnelle übersetzenden Getriebes 8, 9, 8', 9' angeordnet. In diesem Falle kann die Kupplungswelle 12, 12', mit der der angetriebene Teil der Kupplung verbunden ist, durch eine in deal angetriebenen Zahnrad 9, 9' des ins Schnelle übersetzenden Getriebes vorgesehene Bohrung bzw. Tunnel hindurchgehen.
• Falls erwünscht, kann, wie in Fig. 3 gezeigt, der Antrieb zwischen der Maschine 7, 7' und dein Ritzel 3, .4 zusätzlich zu der Kupplung to, io' eine Reibungs- oder Klauenkupplung 14, 14' enthalten, so daß das Ein- oder Auskuppeln der Maschine 7, 7' mit einem Min=imum an Verzögerung vorgenommen werden kann.
• Bei einer Kraftanlage, die nach einem früheren Vorschlag eine Dampf- und eine Gasturbine enthält, könnte die Abtriebswelle der Dampfturbine mit der Welle 5 verbunden sein, um das Ritzel 3 anzutreiben (Fig. 2 und 3), während die Abtriebswelle der Gasturbine mit der Welle 6 verbunden sein könnte, um das Ritzel 4 anzutreiben.
• Wenn die erforderliche Gesamtleistung der Anlage 15 000 PS ist, von der 12 000 PS durch die Dampf- und Gasturbinen und 3000 PS durch die Verbrennungskraftmaschinenanlage geliefert werden sollen, und wenn die Gesamtleistung auf die Schraubenwelle i übertragen werden soll, die beispielsweise eine Drehzahl von 120 U/min aufweist, was eine Ritzeldrelizahl von 840 U/min erforderlich macht, würde eine zweckmäßige Anordnung für die Zuführung der Verbrennungskraftmaschinenleistung sein, zwei Maschinen 7 und 7' mit jeweils 1500 PS vorzusehen. Diese Maschinen würden so gekuppelt werden, daß die eine Maschine 7 gemeinsam mit der Dampfturbine das Ritzel3 und die andere Maschine 7' gemeinsam mit der Gasturbine das Ritzel 4 antreibt. Ein geeigneter einfach wirkender 6-Zylinder-Viertaktdieselmotor würde eine Kurbelwellendrehzahl von etwa 25o U/min haben, womit ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 3.36 : i erforderlich wäre. Ein solches Getriebe wird gemäß der Erfindung zwischen die Dieselmotorenkurbelwelle und das Ritzel des Hauptuntersetzungsgetriebes eingeschaltet, (lern es die Dieselntaschinenleistung über eine hydraulische Kupplung hei einer Ritzeldrehzahl von 84o 1_liinin übertragen würde.

Claims (7)

1. P A T E N T A N S P R Il C FI E t. Kraftanlage, insbesondere für Schiffsantrieb, bei der die Nutzleistung einer oder mehrerer über Ritze( und Zahnraduntersetzungsgetriebe eine Lastwelle antreibender Dampfundi'oder Gasturbinen durch die Leistung einer oder mehrerer Verbreitnungskraftmaschinen ergänzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreitnungskraftinaschine(7) bzw.-maschinen (7, 7') cin Ritzel (3, 4) des Untersetzungsgetrielies antreibt, welches außerdem von der oder einer der Dampf- oder Gasturbinen angetrichen wird.
2. 2. Kraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekcnnzeirhnet, daß zwischen der Kurbelwelle der `'crt)reitittingsl<raftinascltine (7, 7') und dem lZitzel (3. -1) des Untersetzungsgetriebes ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe (8, 9), vorzugsweisc mit einer Übersetzungsstufe, eingeschaltet ist.
3. 3. Kraftanlage nach einem der vorhergehender, .Xiishriiche, dadurch gekennzeichnet, daß eine treinten.dc Rutschkupplung (to, to'), beispielsweise cler hydraulischen oder magnetischen Bauart, zwischen der Verbreitnungskraftmaschine (7, ;') und dem durch diese angetriebenen Ritzel (3.
4. 4) eingeschaltet ist. Kraftablage hach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekcititzcicllltct, daß ein oder beide Teile (N, c) des ins Scltnclle iib ersetzenden Getriebes so @Itisgcl)ildet sind, <lad sie eincn Schwungradeitekt über denjenigen hinaus beitragen, der sich itormalerNyeise bei einem Getriebe der für die Übertragung der Leistung der Verbrennungskraftmaschine erforderlichen Verhältnisse ergeben Ni-ürde.
5. 5. Kraftanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwungradeffekt d-es ins Schnelle übersetzenden Getriebes (8, 9) dadurch vergrößert wird, daß ein Schwungrad (t t) vorgesehen ist, das auf der mit dem angetriel>eiten Teil des Getriebes (8, 9) verbundenen Welle befestigt ist. "
6. 6. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antrieb zwischen (lein ins Schnelle übersetzenden Getriebe (8, 9) und dem Ritzet (3, 4) des Untersetzungsgetriebes dadurch ein Maß von Torsionsnachgiel>igkeit vorgesehen ist, daß das ins Schizelle übersetzende Getriebe an dem von, dem Unt.ersetzungsgetriebe entfernt liegenden Ende der \ erl)rennungskraftmaschine (7, 7') angeordnet ist und der angetriebene Teil des ins Schnelle übersetzenden Getriebes mit dein Ritzcl des Untersetzuttgsgetriebes über eine verlängerte Welle (12, 12') gekuppelt ist, die sich im wesentlichen über die Länge der Verbrennungskraftmaschine erstreckt.
7. 7. Kraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ritzel (3) des Untersetzungsgetriebes durch eine @'erl>rennungskraftmaschine (7) und eine Dampfturbine und das andere Ritzel (4) des Untersetzun,gsgetriebes durch eine zweite Verbrennungskraftmaschine (7') und eine Gasturbine angetrieben wird.