DE893961C

DE893961C - Zweikraftthermische Lokomotive

Info

Publication number: DE893961C
Application number: DEA1396D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Giger
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1943-03-04
Filing date: 1943-03-04
Publication date: 1953-10-22

Description

Zweikraftthermische Lokomotive Bei gewissen Bahnen, .die normalerweise mit thermischen Lokomotiven betrieben werden, kann es insbesondere in der Nähe von ,Städten vorkommen, daß- verhältnismäßig kurze Strecken, die unterirdisch angeordnet werden, elektrifiziert werden müssen, weil der Verkehr mit thermischen Lokomotiven irgendeiner Art wegen der heißen, die Atmosphäre verderbenden Abgase verboten ist. Vom Standpunkt des Bahnbetriebs aus sind aber eine Unterbrechung der Fahrt und besonders ein Wechsel der Lokomotive gar nicht erwünscht, schon deshalb nicht, weil dadurch viel Zeit verlorengeht und eine zweite Lokomotive nötig ist, um den Zug durch die Tunnelstrecke zu befördern. Es ist daher erwünscht, die Lokomotiven für solche Bahnen als Zweikraftmaschinen auszuführen, so daß sie im allgemeinen thermisch betrieben werden, anderseits aber im Bedarfsfall ohne weiteres auf das elektrische Bahnnetz umgeschaltet werden können und dann als reine elektrische Lokomotiven arbeiten.
Gegenstand der Erfindung ist eine solche zweikraftthermische Lokomotive mit elektrischer Übertragung, insbesondere gasturbinenelektrische Lokomotive, bei welcher die thermische Anlage mittels eines Getriebes zwei Hauptgeneratoren antreibt, die je eine Fahrmotorengruppe speisen, und die Anlage so ausgebildet ist, daß sie in äußerst einfacher Weise vom thermischen Betrieb auf rein elektrischen Betrieb von einem Gleichstrombahnnetz aus umgeschaltet werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß beim Umschalten der Lokomotive vom thermischen auf rein elektrischen Betrieb eine zwischen Getriebe und thermischer Anlage angeordnete Kupplung ausgerückt und gleichzeitig einer der Hauptgeneratoren an das Netz gelegt wird, während alle Fahrmotoren an den anderen Hauptgenerator angeschlossen werden, der während des Netzbetriebes von dem als Motor arbeitenden Generator über das Getriebe angetrieben wird.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. i die an sich bekannte grundsätzliche Anordnung einer Gasturbinenanlage mit elektrischer Übertragung, wie sie auf einer Lokomotive zur Anwendung gelangt, während in Fig. 2 dieselbe Anlage nochmals dargestellt ist, wie sie erfindungsgemäß ausgeführt werden muß, um einen gleichzeitigen Betrieb auf einem Gleichstrombahnnetz zu ermöglichen. .
In Fig. i bedeutet i die Gasturbine, die ein Gebläse 22 antreibt, welches die für die Verbrennung erforderliche Luft durch einen Luftvorwärmer 3 der Brennkammer q. zuführt, von der aus die Gasturbine i die Verbrennungsgase erhält. Beide Maschinen i und 2 sind starr miteinander gekuppelt, und die Gasturbine i treibt über das Ritzel 5 und die beiden Zahnräder 6 zusätzlich die zwei Hauptgeneratoren 7 und 8 an, welche ihre ele'ktrischeEnergie an die Fahrmotoren io abgeben. Mit g ist ein Erregergenerator bezeichnet, der den Strom für die Erregung der Hauptgeneratoren sowie die Hilfsbetriebe liefert. Normalerweise speist jeder Hauptgenerator 7 bzw. 8 eine Fahrmotorengruppe io, bestehend aus beispielsweise je zwei Fahrmotoren. -Durch einige sehr einfache bauliche Änderungen ist es nun ohne weiteres möglich, .die in Fig. i veranschaulichte Anlage so auszubilden, @daß dieselbe auch auf Strecken mit Gleichstrom elektrifizierter Netze ohne Zuhilfenahme der Gasturbine verkehren kann. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung die Anlage so, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ausgeführt, wobei dieselben Teile wie in Fig. i mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Die Hauptgeneratoren 7 und 8 und die Fahrmotoren ro sind für ungefähr dieselbe Gleichspannung gebaut, mit @velcher das, elektrifizierte Bahnnetz 21 betrieben wird. Bevor :der Zug bzw. die Lokomotive in die elektrifizierte Strecke, z. B. in .den Tunnel, einfährt, wird eine zwischen dem Gebläse 2 und dem Zahnradgetriebe 22 angeordnete Kupplung 2o ausgerückt und der Hauptgenerator 7 mit Hilfe einiger Anlaßwiderstände 18 und Schützen ig an die Fahrleitung oder Stromschiene des Bahnnetzes 21 gelegt, wobei dieses Umschalten sehr rasch erfolgen kann, da die Gruppe vor dem Umschalten noch mit der normalen Leerlaufdrehzahl in Betrieb ist. Gleichzeitig mit dem Umschalten :des Hauptgenerators 7 auf das Bahnnetz zi werden alle Fahrmotoren io an den anderen Hauptgenerator 8 angeschlossen. Da die Leistung des Hauptgenerators 8 nur die Hälfte der Lokomotivleistung beträgt, werden die Fahrmotorengr,uppen 10 vorzugsweise in Reihe geschaltet. Dadurch ist es möglich, daß die Lokomotive auf den elektrifizierten ,Strecken den Zug wieder mit voller Zugkraft, jedoch nur mit halber Geschwindigkeit befördern kann, was aber mit Rücksicht auf die KürzedieserStrecken kaum als Nachteil empfunden wird. Während der Fahrt als Umformerlokomoti:ve, wo der als Motor arbeitende Hauptgenerator 7 vom Bahnnetz 2ii aus gespeist wird und über das Zahnradgetriebe ;2i2 den Hauptgenerator 8 antreibt, erfolgt die Geschwindigkeitsregelung der Fahrmotoren io genau wie beim thermischen Betrieb durch Änderung der Erregung des Hauptgenerators 8 mittels eines Feldreglers 17, der in Reihe mit .dessen Erregerwicklung 16 angeordnet ist.
Durch das Vorhandensein der Kupplung 2o wird vermieden, daß bei rein elektrischem Betrieb der iMotor bzw. Hauptgenerator 7 nicht auch noch die Gasturbinengruppe, die eine große Leerlaufleistung aufnehmen würde, antreibt.
Soll die Lokomotive anfahren, während der Zug sich in einer elektrifizierten. Zone befindet, so wird bei ausgerückter Kupplungeo @die HauptgeneratorgrupPe 7, 8 vom Bahnnetz 21 aus zuerst mit Hilfe der bereits erwähnten Anlaßwnderistände 18 und Schützen ig angelassen. Da diese Gruppe im Leerlauf angelassen wird und sich infolgedessen rasch beschleunigt, genügen drei bis vier Anlaßstufen. Auf diese Weise wird verrrnieden., d'aß bei. Fahrt mit Strom aus dem Bahnnetz 21 eine verwickelte und teure Anlaßeinrichtung benötigt wird.
,Um nun des Anlassen ider Gastuvbinen@gruppe zu ermöglichen, während der als Motor arbeitende Hauptgenerator 7 die Lokomotive noch treibt, ist es zweckwäBiig, die; Kupplung 2o so auseuführen, -daß sie langsam eingeschaltet werden kann, beispielsweise als Flüssigkeitskupplung. Beim Anlassen der Gasturbinengruppe wird @dann mittels einer kleinen von der Batterie der Lokomotive betriehenerv Pumpe die Kupplung nach und nach gefüllt, so @daß die Gastu@nbin@mgruppe die Züniddrehzahl rasch erreicht. Sobald die Gasturbine i nach- Zündüng aus der. Brennkammer q. Verbrennungsgase erhält, beschleunigt sie sich von selbst unid kann. dann mit den Hauptgeneratoren 7 und 8 fest gekuppelt werden. Gleichzeitig wird der Hauptgenerator 7 vom Bahnnetz :2i abgeschaltet und die Umschaltung der Hauptgeneratoren 7 und 8 sowie der Fahrrnotorengnuppe io (derart vorgenommen, daß wieder die ursp,rünrglnche Schaltung, wie sie in Fig. i dlargestel:lt ist, -hergestellt wird, wobei die H.auptgenerato.ren7 und 8 wieder von der Gaistuebine @r angetrieben werden und nun die Fahrmotoren: io mit voller Len@stung speisen.
Das. Anlässen der Gas.tur!binengruppe auf einer thermisch betriebenen Strecke, wo kein Bahnnetz 21 vorbanden ist, erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines kleinen Diese@lgenera.tormaschinensatzes., welcher durch einen der @beiden Hauptgeneratoren -7 oder 8, der dann motorisch arbeitet, hei eingerückter Kupplung 2o die Gastunbinenigruppe auf die Züniddrehea!hl bringt, von welcher aus sie sich dann selbst-bio zur Leerlaufdrehzahl beschleunigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zweiknaftthermische Lokomotive. mit e lektrischer Übertragung, insbesonidere ga@sturbinenelektrische Lokomotil@e für gleichzeitigen. Betrieb auf Gleichstrombahnnetzen, bei welcher die thermische Anlage mittels eines Getriebes zwei Hauptgeneratoren antreibt, die je eine Fah.rmotorengruppe speisen, dadurch. gekennzeichnet, daß beim Umschalten ;dier Lokomotive vom thermischen auf rein elektrischen Betrieb eine zwischen Getriebe und, thermischer Anlage angeordnete Kupplung ausgerückt und gleichzeitig einer (der Hauptgeneratoren an das Bahnnetz gelegt wird, während alle Fahrmotoren an den anderen Hauptgenerator angeschloesen werden, Ader während des Netzbetriebes von dem als Motor arbeitenden Hauptgenerator über ,diafs Getriebe angetrieben wird.
2. Lokomotive nach Anspruch i, -dadurch b-ekennzeichnet, d@aß ;das Umschalten eines der Hauptgeneratoren auf Idas Bahnnetz über eine Anlaßeinrich:tung mit höchstens vier Widerstands,stufen und einer entsprechenden Anzahl von Schützen erfolgt.
3. Lokomotive nach Anspruch i, (dadurch gekennzeichnet, @daß :das Anfahren der Lokomotive auf einer elektrifizierten Strecke mit deruelben Anlaßeinrichtung erfolgt, de für !das Umschalten vom thermischen auf elektrischen Betrieb vorgesehen ist. q..
Lokomotive nach Anspruch, i, dadürch gekenn.zeichnet"diaß bei rein elektrischem Betrieb die Fahrmotorengruppen in Reihe mit einem Hauptgenerator geschaltet sind.
5. Lokomotive nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasisen der thermischen Anlage, während seich die Lokomotive auf einer elektrifizierten Strecke befindet., durch al.lmä -liches Einrücken oder zwischen Getriebe- und thermischer Anlage angeordneten. Kupplung bewirkt wird und daß nach Erreichen der Zünddrehzahl die thermische Gruppe mit -.der elektrischen Anlage fest gekuppelt wird: und diie Hauptgeneratoren und Fahrmotoren gleichzeitig auf rein thermischen Betrieb umgeschaltet werden.
6. Lokomotive nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet"daß Idas Anlasisen oder thermischen, Anlage auf einer nichtelektrifizierten Strecke mittels. einer Anlaßd@ieselg,eneratorgruppe erfolgt, die über einen. der Hauptgeneratoren die thermische Anlage auf die Zünddrehzahl bringt.
7. Lokomotive nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß (die Kupplung als Flüssigkeitskupplung ausgebildet ist. B. Lokomotive nach Anspruch 7, dadurch gekennzeiichnet, @daß die Kupplung durch eine von der Lokomotivbatterie betriebene Pumpe eingexückt wird. g. Lokomotive nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregelung der Fahrmotoren der Lokomotive sowohl bei thermischem als auch bei Netzbetrieb durch Änderung der Erregung der Hauptgeneratoren erfolgt.