Dampfturbinenlokomotive mit in verschiedenen Gehäusen angeordneten Antriebstnrbinen.
Die Leistungscharakteristik von zum An treiben von Lokomotiven dienenden Turbinen zeigt, dass nur für einen kleinen Geschwin- digkeitsbereich ein günstigster Wirkungs grad zu erzielen ist. Mit vorliegender Er findung wird nun die Schaffung einer Dampfturbinenlokomotive bezweckt, welche g den bisherigen Ausführungen in sofern eine Verbesserung zu erzielen gestat tet, als sie auch bei wesentlich verschiede- nen Fahrgeschwindigkeiten das ganze zur ur
Verfügung stehende Wärmegefälle, oder zum mindesten den grössten Teil desselben, mit giinstigstem Wirkungsgrad auszunutzen ge stattet.
Zu diesem Behufe sind erfindungs gemäss zur Verarbeitung des gleichen Wärme- und Druckgefälles bei verschiedenen Fahr @ mindestens zwei Turbinen vorgesehen, von denen jede mit versehiede- nem tibersetzungsverhältnis auf das Triebwerk der Lokomotive treibt und jeweils nur die mit Dampf beaufschlagt wird, die bei der augenblicklichen Fahrgeschwindigkeit mit bestem Wirkungsgrad arbeitet.
Für den Fall, dass auf der Dampfturbinen- Inkomotive das zur Verfügung stehende Wärmegefälle in Hoch- und Niederdruck- turbinen zu verarbeiten ist, die in versehie- denen Gehäusen angeordnet sind, kann zweck mässig wenigstens die Hoch-bezw. Nieder druckturbine im Doppel vorhanden sein, und jede der im Doppel vorhandenen Turbinen kann über verschiedene Ubersetzungsverhält- nisse auf das Triebwerk der Lokomotive ar beiten. Von den im Doppel vorhandenen
Turbinen wird bei den verschiedenen Fahr geschwindigkeiten dann jeweils nur die mit
Dampf beaufschlagt, welche bei der betref- fenden Fahrgeschwindigkeit mit bestem
Wirkungsgrad arbeitet.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausfüh- rungen der Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Hochdruckturbine und zwei Niederdruckturbinen, wobei die eine der Niederdruck- turbinen mit einer Rückwärtsturbine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, und
Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit einer Hoch- und zwei Niederdruckturbinen, von denen die eine auch über ein Umkehrrad und eine lösbare Kupplung auf das Triebwerk treiben kann, so dass sie als Rückwärtsturbine verwendbar ist.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Hochdruekturbine, die ein in ein Zahnrad 3 eingreifen- des Ritzel 2 treibt. Die in dieser Figur gezeigte Anordnung weist ferner eine im Doppel vorhandene Niederdruckturbine auf, das heisst, es sind in diesem Falle zwei in verschiedenen Gehäusen angeordnete Nieder druckturbinen 4, 5 vorhanden. Von diesen ist Turbine 5 mit einer Rückwärtsturbine 6 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Eine Leitung 7 stellt über einen Zwischen überhitzer 8 eine Verbindung zwischen-der Hochdruckturbine l und einem Ventilkasten 9 her. In letzterem sind zwei Ventile angeordnet, von denen das eine den Zufluss des in den Kasten 9 gelangenden Dampfes zur Turbine 4 und das andere den ZufluB dieses Dampfes zur Turbine 5 beherrscht. Die Ein- stellung jener Ventile kann mit Hilfe von nicht gezeigten Mitteln von Hand vom Führerstand aus erfolgen, oder auch selbsttätig in Abhängigkeit von der Fahrgeschwin- digkeit. Die Niederdruckturbine 4 treibt ein Ritzel 10 und die Niederdruckturbine 5 bezw. die Rückwärtsturbine 6 treibt über eine losbare Kupplung 12 ein Ritzel 11 an.
Die Ritzel 10,11, welche beide mit dem Zahnrad 3 zusammenarbeiten, weisen verschiedene Durchmesser auf, und zwar ist das Ritzel 10 grösser als das Ritzel 11, so daB die Turbinen 4,5 mit versehiedenen Ubersetzungsverhältnissen auf das Triebwerk der Lokomotive treiben. Die Turbinen 4,5 sind so gebaut, daB sie beim Arbeiten mit dem zugeordneten tSbersetzungsverhältnis die gleichen Wärme- und Druckgefälle verarbei- ten. Auf der Welle des Zahnrades 3, deren Achse zur Achse der Turbine 4 parallel ist, sitzt ein Zahnrad 13 fest, das zusammen mit einem Zahnrad 14 eine zweite Übersetzung bildet. Das Zahnrad 14 sitzt auf einer Blindwelle 15, von welcher der Antrieb in nicht gezeigter Weise auf die Triebräder übertragen wird.
Wird mit ; einer oberhilb einer bestimmten Grenze liegenden Geschwindigkeit gefahren, so sind die Ventile im Kasten 9 derart eingestellt, dass der Dampfzutritt zur Niederdruekturbine 4 freigegeben, der zur Niederdruckturbine 5 dagegen abgesperrt ist.
Der aus der Hochdruckturbine 1 ausströmende Dampf gelangt daher nach er folgter Überhitzung im Zwischenüberhitzer 8 in die Niederdruckturbine 4, die diesen Dampf bei der betreffenden Fahrgeschwindigkeit mit bestem Wirkungsgrad verarbeitet, da sie innerhalb des Bereiches ihrer günstigsten Umdrehungszahlen läuft. Hoch- druckturbine I und Niederdruckturbine4 bilden in diesem Falle die arbeitende Tur binengruppe.
Sobald jedoch die Fahrgeschwindigkeit eine gewisse vorgeschriebene Grenze unterschreitet, werden die Ventile im Kasten 9 entweder von Hand oder, falls dies vom Lokomotivführer übersehen werden sollte, durch besondere Einrichtungen selbsttätig so verstellt, dass der Dampfzutritt zu der Turbine 4 abgesperrt, der zur Turbine 5 dagegen freigegeben wird. Ferner wird die Kupplung 12 eingeschaltet, was durch nicht gezeigte Mittel ebenfalls von Hand oder selbsttätig geschehen kann.
Jetzt bilden Hoehdruckfurbine 1 und Niederdruekfurbine 5 die arbeitende Turbinengruppe. Da die Tur- bine 5 über ein grösseres Geschwindigkeits- Reduktionsverhältnis auf das Triebwerk der Lokomotive treibt als die Niederdruckturbine 4, kann jene Turbine 5 trotz der nun klei neren Fahrgeschwindigkeit mit denselben Umdrehungszahlen laufen, wie die Turbine 4 vor der Umschaltung der Ventile, das heisst die Turbine 5 wird innerhalb des Bereiches ihrer günstigsten Umdrehungszahlen laufen, so der Dampf bei der betreffenden Fahrgeschwindigkeit in dieser Niederdruckturbine 5 in günstigster Weise ausgenutzt wird.
Es kann somit bei der beschriebenen Anordnung das gesamte zur Verfügung stehende Wärmegefälle, oder dot wenigstens der grösste Teil desselben, bei allen Fahrgeschwindigkeiten mit günstigstem Wirkungsgrad verarbeitet werden.
Anstatt nur in Verbindung mit der Nicderdruckturbine 5 eine lösbare Iiupplung vorzusehen, kann eine solche in Verbindung mit jeder der im Doppel vorhandenen Nie derdruckturbinen 4, 5 angebracht sein, so dass die vom Dampf nicht beaufsehlagte Nie clerdruckturbine immer abgesehaltet werden kann. Ferner könnte die Rückwärtsturbine 6 auch mit der Turbine 4, anstatt mit der Tur- bille 5, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
Wird nicht mit Hochdruckdampf gearbeitet, so wird die Turbine 1 entbehrlich, und es ist dann dem Ventilkasten 9 Frisch daampf zuzufiihren. Diejenige der auch in diesem Falle wieder zur Verarbeitung des gleichen Wärme-und Druckgefälles bei ver schiedenen Fahrgeschwindigkeiten gebauten Turbinen 4,5, welche je nach der Grosse der Fahrgeschwindigkeit gerade, vom Dampf be aufschlagt wird, hat dann das ganze zur Verfügung stehende Wärmegefälle zu verarbeiten.
Lei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung sind in Verbindung mit Verbindung mit Turbine l ebenfalls zwei Niederdruckturbinen 4 und 5 vorgesehen, welche zur Ver arbeitung des gleichen Wärme-und Druck gcfälles bei verschiedenen Fahrgeschwindig- keiten dienen. Auch in diesem Falle treibt die Turbine 4 das in das Zahnrad 3 eingreifende Ritzel 10 an, während die Niederdruckturbine 5 vorerst auf ein Zahnradgetriebe 16,17 treibt, von dem der Antrieb erst über eine lösbare Kupplung 18 auf das mit dem Zahnrad 3 zusammenarbeitende Ritzel 11 übertragen wird.
In Verbindung mit der Niederdruckturbine 5 ist zudem noch ein Umkehrrad 19 vorgesehen, das über eine lösbare. Kupplung 20 ein Ritzel 21 antreiben welches in das Zahnrad 3 eingreift.
Bei gelöster Kupplung 18 und eingeschal- teter Kupplung 20 arbeitet dann die dampf- beaufschlagte Turbine 5 als Rückwärts turbine, Im übrigen ist die Anordnung dieselbe wie bei der zuerst beschriebenen Ausführung.
Auch bei der Anordnung nach Fig. 2 ? werden die im Kasten 9 vorgesehenen Ventile entweder von Hind oder selbsttätig für die versehiedenen Fahlgeschwindigkeiten so eingestellt, dass der aus der Hochdruckturbine ausströmende Dampf jeweils der jenigen der Niederdruckturbinen 4, 5 zu- strömt, welche den Dampf bei der betreffenden Fahrgeschwindigkeit gerade mit gün- stigstem Wirkungsgrad verarbeitet.
Gewünschtenfalls kann bei der Anordnung nach Fig. 2 auch in Verbindung mit der Niederdrue. kturbine 4 eine lösbare Kupplung vorgesehen sein.
Wird keine Hochdruckturbine benötigt, so ist bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung dem Ventilkasten 9 Frischdampf zuzuführen, wobei sich im übrigen mit Bezug auf die Turbinen 4,5 und die in Verbindung mit denselben vorgesehenen Antriebsmechanisme-n alles gleich bleibt.
Anstatt zwei Niederdruckturbinen-vor- zusehen, von denen jeweils eine mit einer Hochdruckturbine zu einer Gruppe geschaltet werden kann. können auch nur eine Nieder druckturbine und dafür zwei mit verschie- denem Übersetzungsverhältnis auf das Triebwerk treibende, zur Verarbeitung des gleichen Wärme- und Druckgefälles bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten bestimmte Hochdruckturbinen vorgesehen werden, von denen, je nach der Fahrgeschwindigkeit, dann die eine oder die andere mit der Niederdruckfurbine zu einer Gruppe zu schalten ist. @
Es können beliebig viele, mit verschiede- nem Übersetzungsverhältnis auf das Triebwerk treibende und nur bei bestimmten Fahr gesehwindigkeiten Dampf erhaltende Turbinen vorgesehen sein.
So können in Verbindung mit einer Hochdruekturbine mehrere zur Verarbeitung des gleichen Wärme- und Druckgefälles bei verschiedenen Fahrge schwindigkeiten bestimmte Niederdrucktur- binen vorhanden sein, von denen sich jede mit der Hochdruckturbine zu einer Gruppe schalten lässt, oder es können in Verbindung mit einer Niederdruckturbine mehrere Hoehdruck- turbinen vorhanden sein, von denen sich jede mit der Niederdruckturbine zu einer Gruppe schalten lässt und die zur Verarbeitung des gleichen Wärme-und Druckgefälles bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten bestimmt sind.
Werden die in mehrfacher Anzahl vor zusehenden Nieder-bezw. Hochdruckturbinen gleich bemessen, so kann man mit einer Mindestzahl von Ersatzteilen auskommen, was wichtig ist. Der Zweck der Erfindung das heisst die Ausnutzung des gesamten zur Verfügung stehenden Gefälles in günstig- ster Weise lässt sich aber bei versehiedener Pemessung der Turbinen 4, 5 auch dureh Verwendung von passend gewählten Übersetzungsverhältnissen zweckmässig erreichen.
Die Art der Ausführung des Über setzungsgetriebes (Stufenanzahl), die Bauart der Zahnräder und dergleichen haben dagegen mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun, so dass in dieser Beziehung auch andere Ausführungsformen als die sehematiseh gezeigten gewählt werden können.