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IX. INTEENATIONALEE SCHIFFAHETS-CONGEESS

DÜSSELDORF - 1902.

I. Abtheilung.

3. Mittheilung.

Flussfahrzeuge

von

geringerem Tiefgang als 75 cm.

Mittheil ung von

Oberingenieur der „Kette", Deutsche Elbschiffahrts-Gesellschaft, Schiffswerft Uebigau zu Uebigau bei Dresden.

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August Jalinel,

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BERLIN.

P. Stankiewicz’ Buchdruckerei.

1902.

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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Flussfahrzeuge von gSîrrtgereni Tiefgang

als 75 cm und Erfahrungen bei Anwendung von Turbinen beim Schiffahrts-betrieb auf Flüssen mit geringer Tiefe.

Mittheilung von

August Jalinel,

Oberingenieur der „Kette“ Deutsche Elbschiffalirts-Gesellscliaft, Schiffswerft Uehig.au zu Uebigau bei Dresden.

Der Turbinenpropeller kommt hauptsächlich bei solchen flach-gehenden Schiffen zur Anwendung, bei denen weder das Schaufelrad noch die Schraube vorteilhaft verwendet werden kann.

Die „Kette“, Deutsche Elbscliiffahrts-Gesellschaft, Schiffswerft Uebigau zu Uebigau bei Dresden, hat seit 10 Jahren eine Anzahl flachgehender Turbinenschiffe — System Zeuner — für die mannigfachsten Verwendungszwecke gebaut.

Im Jahre 1891 wurde versuchsweise das 75 cm tiefgehende Schraubenboot „Elbfee“ an Stelle der Schraube mit einem Turbinenpropeller ausgerüstet und die damit erzielten Resultate waren so zufriedenstellend, dass man sofort zum Neubau von Turbinenschiffen schritt. Derartige Schiffe werden entweder mit einer, oder mit zwei Turbinen versehen. Bei Anwendung einer Turbine wird diese hinten an derjenigen Stelle angebracht, wo sich sonst die Schraube befindet. Werden dagegen zwei Turbinen an einem Schiff vorgesehen, so müssen sie annähernd in halber Schiffslänge oder im Mittelschiff liegen, damit der zum Turbinenpropeller gehörige Rückstrahler — das ist die Vorrichtung für den Rückwärtsgang — •eingebaut werden kann.

Die im Mittelschiff befindlichen Turbinen liegen entweder etwa nur zur Hälfte in den in den Bordwänden angebrachten Aussparungen oder möglichst nahe der Bordwand vollständig im Innern des Schiffes. In beiden Fällen ist auf möglichst guten, unbehinderten Zufluss des Treibwassers zu den Turbinen die grösste Sorgfalt zu verwenden. Da nun bei derartigen flachgehenden Schiffen der äussere Durchmesser der Turbine gewöhnlich grösser, als der Tiefgang des Schiffes ist, so ragt erstere zum Theil über Wasser und es ist, um das Ansaugen von Luft beim Betriebe der theilweise aus dem Wasser ragenden Turbine zu vermeiden, wodurch der Wirkungsgrad des Propellers verringert würde, durch

1 3 No. 47.

eine bis unter Wasser reichende Schutzhaube ein' unter Wasser mündender Zuführungskanal für das Treib'wasser anzubringen.

Um das Eindringen von fremden Körpern in die Turbine zu verhindern, die eine Beschädigung des Propellers verursachen könnten, muss vor der Zuflussöffnung ein Schutznetz, oder Schutzgitter vorgesehen werden.

Der Zeuner sehe Turbinen-Propeller ist eine als Pumpe wirkende Achsialturbine — System Henschel-Jonval —; derselbe besteht (vergl. Tafel 1, Fig. 1—3) aus dem Laufrade a (Turbine) in Verbindung mit dem unmittelbar dahinter liegenden Kontractor b ; dazu kommt für die Rückwärtsbewegung des Schiffes der Rückstrahler c.

Das Laufrad besteht aus zwei cylindrischen Mänteln, in welche die Radschaufeln eingegossen sind und die einen ringförmigen Holilraum für das eintretende Wasser bilden. Das Laufrad wird vermittelst einer mit dem inneren Mantel in einem Stück gegossenen Nabe auf die Antriebswelle w befestigt.

Der Kontractor ist für den vorliegenden Turbinenpropeller im Allgemeinen das, was bei der Achsialturbine als Kraftmaschine mit Leitapparat bezeichnet wird. Der Kontractor wird durch den Hohlraum zwischen zwei kegelförmigen Mänteln gebildet und zwar derartig, dass die Querschnitte nach der Austrittsmündung f zu kleiner als nach dem Laufrade zu sind, wodurch die erforderliche Beschleunigung des durchströmenden Wassers erzielt wird. Der Hohlraum des inneren Mantels ist nach dem Laufrade hin durch eine ebene Wand abgeschlossen, um das Eindringen des Wassers zu vermeiden und dient gleichzeitig zur Lagerung der Laufradwelle. Da das Wasser aus dem Laufrade infolge Umdrehung desselben in schräger Richtung gegen die Längsachse austritt, so ist der Kontractor nach dem Laufrade hin auf etwa halbe Länge mit in den beiden Mänteln eingegossenen Schaufeln versehen; letztere lenken das Wasser aus der schrägen Richtung allmählich in die achsiale- oder Längsrichtung nach der Austrittsmündung.

Die Schaufelkurven 81 der Turbine und des Kontractors 82. stellt Fig. 3 dar; beide Schaufelkurven entsprechen dem Cylinder-mantel vom Radius r, dem mittleren Turbinenhalbmesser. Die Schaufelkurven sind von der Schiifsgeschwindigkeit, ferner von der Anzahl der Umdrehungen des Laufrades und endlich von dem mittleren Radius desselben abhängig. Das Wasser muss für die Schiifsgeschwindigkeit v stossfrei in das Laufrad eintreten und ebenso ohne Stoss aus letzterem in den Kontractor eintreten.

Mit Beziehung auf Fig. 3 bedeuten noch u die Peripheriegeschwindigkeit für den mittleren Turbinenhalbmesser, cl und c2 die Geschwindigkeiten des Wassers beim Eintritt in die Turbine, bezw. beim Austritt aus derselben in der Richtung der Kanäle und

c3 die Geschwindigkeit des Wassers beim Eintritt in den Kon-tractor längs der Kanäle.

Bei dem Propeller der angegebenen Form erfolgt aber die Rückwärtsbewegung des Schiffes nicht, wie bei der Schraube, dadurch, dass man die Turbine in umgekehrter Richtung umlaufen lässt, also die Betriebsmaschine umsteuert; in diesem Falle ist die Wirkung ungenügend. Es wird vielmehr durch den Propeller der Rückwärtsgang des Schiffes rasch und leicht bewirkt, indem zu diesem Zwecke der sogenannte Rückstrahler, ein vor die Ausströmungsöffnung des Kontractors geschobener Rohrkrümmer angebracht wird, durch welchen der Wasserstrahl um einen Winkel von ca. 180° abgelenkt wird. Der Strahl wird bei der am Heck liegenden Turbine, wie Fig. 2 zeigt, in horizontaler Ebene getheilt nach rechts und links zugleich abgelenkt, dagegen, wenn die Turbinen im Mittelschiff* angebracht sind, nur nach einer Seite nach aussen hin, entweder in horizontaler Ebene, wie Tafel III, Fig. 3 zeigt, oder in vertikaler Ebene, vergl. Tafel IV, Fig. 1.

Da, wie bereits erwähnt, das Turbinenlaufrad immer in der gleichen Richtung umläuft, mag das Schiff vorwärts oder rückwärts gehen, so bedarf die Betriebsmaschine keiner Umsteuerung. In Wirklichkeit sind aber sämmtliche, von der „Kette“, Deutsche Elbschiffahrts - Gesellschaft, Schiffswerft Uebigau zu Uebigau bei Dresden, erbauten Maschinen zum Betriebe der Turbinenpropeller mit Umsteuerung versehen, einmal, weil die gleichen Modelle der Schraubenschiffsmaschiuen verwendet wurden und das andere Mal, weil der Rückwärtsgang der Turbine zwecks Reinigens oder Auswaschens der Schutznetze, sowie der Schutzgitter oder der Treibwasserzuführungskanäle unter Umständen erwünscht ist.

In den beifolgenden Abbildungen sind die 3 typischen Anordnungen, in welchen der Zeunersche Turbinenpropeller für Schiffe bisher ausgeführt wurde, ersichtlich. Tafel I, Fig. 1 und 2, verdeutlicht die Anordnung des Turbinenpropellers für den Fall, dass derselbe an Stelle einer Schraube am Hintersteven des Schiffes angebracht wird, wie er an dem der Prager Moldau Dampfschiffahrts-Gesellschaft zu Prag gehörigen Turbinenboot „Premysl“ ausgeführt wurde. Eine Gesammtabbildung dieses Bootes veranschaulicht Tafel II. In Tafel I, Figur 1, ist der Propeller für den Vorwärtsgang dargestellt. Hierbei ist der Rückstrahler über Wasser in einer Aussparung im Heck des Bootes geborgen. Der mittels zweier in der Längsachse des Schiffes liegenden Stangen g und h vertikal geführte Rückstrahler kann vom Maschinistenstande aus mit Benutzung eines dünnen Drahtseiles durch Bewegen des Rückstrahler-Gegengewichtes leicht ein- und ausgeschaltet werden. Die Führung an der Stange h erfolgt dadurch, dass der vordere

In Tafel III, Fig. 1 — 3, ist ein Turbinenboot mit zwei im Mittelschiff an den Schiffsseiten liegenden Turbinenpropellern dargestellt, wie solche an dem für die Königl. Sächsische Regierung zu Dresden erbauten Strahlschiff „Sachsen“ zur Anwendung gelangt sind. Die ganz eigenartige Anordnung der maschinellen Anlage ist ohne Weiteres ersichtlich. Jede Propellerwelle wird durch eine stehende Verbundmaschine angetrieben, wie sie für Schiffsschraubenmaschinen üblich sind. Die Kontraktorausfluss-

Theil des Rückstrahlers mittels eines Schlitzes in die Stange eingreift.

mündungen sind so geformt, dass die austretenden Wasserstrahlen parallel zur Kielrichtung ausfliessen.

Auch hier ist der Turbinenpropeller für den Vorwärtsgang gezeichnet, indem der Rückstrahler (vergl. Fig. 1) über Wasser gehoben, ausgeschaltet ist; Letzterer dreht sich um eine horizontale, querschiffs liegende Achse und wird vermittelst einer mit Kesselwasser gespeisten Hubmaschine vom Maschinistenstande aus bewegt. Da jeder der Turbinenpropeller unabhängig vom anderen nach Belieben in Betrieb genommen werden kann, ist eine hohe Manövrirfähigkeit gewährleistet.

In Tafel IV, Fig. 1 — 3, ist eine weitere Anordnung der Turbinenpropeller dargestellt, bei welcher die Turbinen im Mittelschiff an beiden Seiten und möglichst nahe der Bordwand, jedoch vollständig im Innern des Schiffes eingebaut sind. Diese Konstruktion ist auf den Mainkettendampfern der Königl. Bayr. Regierung angewendet worden. Diese Schiffe schleppen bergwärts mittels der Kette. Die Turbinen dienen nur als Hilfspropeller, und zwar zum Thalwärtsschleppen, sowie zum Verholen in den Hafeu ohne Benutzung der Kette. Ferner wird bei diesen Kettendampfern zum Nehmen der scharfen Kurven des Mains auch bei der Bergfahrt die eine oder andere Turbine in Gang gesetzt. Die Wasserzuflusskanäle zu den Turbinen liegen so tief in der Kimme, dass sie stets von Wasser bedeckt sind, um das Ausaugen von Luft zu vermeiden; sie sind reichlich gross und zur Abhaltung von Unreinigkeiten mit Schutzgittern versehen. Die von dem Kontraktor ausgehenden Ausflussrohre sind so durch die Schiffswände geführt, dass die austretenden Wasserstrahlen unter Wasser parallel zur Kiellinie ausfliessen. Besonders bemerkenswertli ist hierbei die Ausgestaltung der Vorrichtung für die Rückwärtsbewegung des Schiffes. Die vorderen, geneigten Rohre (Rückstrahlerrinnen) sind fest mit dem Schiff verbunden und soweit geführt, dass die austretenden Wasserstrahlen den Zufluss des Wassers zu den Turbinen nicht beeinflussen können. Die drehbaren Krümmer der Rückstrahler sind an wagerechten, querschiffs liegenden Achsen befestigt und so geformt, dass sie sowohl an die Kontraktor-ausflussmündung, als auch an die Rück strahl errinnen passen. Durch Drehung werden die Krümmer aus dem Wasser gehoben und so gestellt, dass die Wirkung der Propeller für den Vorwärtsgang nicht- beeinträchtigt wird. Bei gehobenen Krümmern fährt also das Schiff vorwärts, bei gesenkten rückwärts. Die Krümmer können von Deck aus entweder jeder für sich allein oder beide gleichzeitig umgestellt werden. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, das Wasser der einen Turbine nach vorn und das der anderen nach hinten auszustossen, um das Wenden des Schiffes zu erleichtern. Auch hier wird jede Propellerwelle durch eine Verbundmaschine angetrieben.

Bezüglich der Erfahrungen bei Anwendung von Turbinen beim Schiffahrtsbetriebe sei Folgendes bemerkt. Die Turbine, sowie der Kontraktor sind in Bronce herzustellen, damit die 4 bis 8 mm dicken Stahlblechschaufeln, welche sowohl an der äusseren, als auch an der inneren Kante einzugiessen sind, sich nicht lockern können. Gusseisen hat sich für die Herstellung von Turbiuen-propellern nicht bewährt. Die Kontraktorausflusskrümmer sind bei grösseren Ausführungen, wenn die Turbinen im Innern des Schiffes liegen, in Stahlblech anzufertigen. Kleinere Rückstrahler sind in Kupfer, grössere, sowie Rückstrahlerrinnen aus Stahlblech herzustellen. Die vor den Zuflusskanälen angebrachten Schutznetze oder Schutzgitter verhindern das Eindringen von fremden, im Wasser schwimmenden Körpern, sowie von Steinen bei Grundberührungen und somit das Verbiegen der Schaufeln.

Die Manövrir- und Steuerfähigkeit ist bei den Turbinenschiffen eine ganz vorzügliche. Eine grossartige Steuerfähigkeit für Vorwärtsgang wird erzielt, wenn die Turbine hinten an Stelle der Schraube liegt und gleichzeitig ein Balanceruder (vergl. Tafel I, Fig. 1, sowie Tafel II, Fig. I) angebracht ist; dann trifft der aus dem Kontraktor austretende, geschlossene Strahl direkt das Ruder und bei grösserem Ruderausschlag wird der ganze Strahl einseitig abgelenkt und dadurch ein Wenden des Schiffes auf der Stelle ermöglicht. Eine grosse Manövrirfähigkeit wird auch dann erreicht, wenn der Turbinenpropeller an den Längsseiten oder im Innern des Mittelschiffs liegt. Lässt man bei dieser Ausführung eine Turbine schneller als die andere, oder nur eine allein, oder die eine vorwärts und die andere rückwärts laufen, so wird eine anderweit noch nicht beobachtete Manövrirfähigkeit erreicht.

Die beifolgende Tabelle enthält die wichtigsten Angaben über den Bau und die Leistungen der von der „Kette“, Deutsche Elb-schiffahrts Gesellschaft, Schiffswerft Uebigau zu Uebigau bei Dresden gebauten Turbinenschiffe.

Bau-

j min

Schiffsname

1891/92

Elbfee >)

1892

Sachsen ')    . .

1893

Amsel . .

1895

Dresden²) . .

1895

Premysl . .

1895

Hertha . .

1894

Gustav Zeuner . .

1896

Baensch . .

1898

K. B. K. S. No. I

1899

11

II

11

III

1900

11

IV

11

V³)

K u rze über

von der „Kette“, D. E. G., Schiffswerft

Besteller

„Kette“ D. E. G., Dresden.

Kgl. Wasserbau-Direktion Dresden.

Kgl. Elbstrom-Bauverwaltung, Magdeburg.

Kgl. Strassen- und Wasser-bauinsp. Dresden I.

Prager Moldau Dampfsch Gesellsch. Prag.

Kgl. Wasserbauinspektion Posen.

„Kette“ D. E. G., Dresden.

dto.

Kgl. Bayr. Regierung, München.

dto.

dto.

dto.

dto.

die

Uebigau bisher erbauten Turbinen-Schifte.

Haupt

abmessungen

Länge

Breite

Tief-

gang

Ver

wendungs

zweck

An-

zahl

Turbinen—Propeller

Lage

lichter

Durch

messer

radiale

Rad

weite

Umdrehungen i. d. Minute

Indicirte

Pferde

stärken

der

Betriebs

maschine

An-

zahl

Rückstrahler-Vorrichtung zum Rückwärtsgang

Ablenkung des Treibwassers nach vorn

Schiffs

geschwindig

keit

pro Sekunde

12,50

33,50

11,80

13.60

16.30

13,40

52,25

11

46.—

11

11

2,20

3,70

2,50

0,75

0,65

0,50

3,20 ; 0,58

3,50 i 0,48

2,64

0,54

Schlepp- und Bereisungsboot

hinten

0,574

0,134

303

22,5

in einer horizontalen Ebene

3,944

11

Mitte Schiff aussenbords

0,642

0,142

270

173

dto.

5,280

Bereisungsboot

Schlepp-, Eisbrech- und Bereisungsboot

Passagierboot

Bereisungsboot

hinten

0,574    0,134

0,624    0,147

0,654    0,146

0,650    0,150

305

300

300

250

23

42

40

37,5

dto.

dto.

dto.

dto.

3,800

3,800

3,780

3,900

8,20

0,70

ii

Kettenschleppdampfer auf der Elbe

Mitte Schiff im Innern

1,100    0,300

190

220

in einer vertikalen Ebene

3,250

11

11

11

ii

dto.

ii

6,40

0,56

Kettenschleppdampfer auf dem Main

11

0,850    0,206

250

130

dto.

3,100

11

11

11

11

11

11

11

dto.

11

11

11

dto.

11

■ 11

11

11

11

11

dto.

11

11

11

11

11

11

11

dto.

b Vergl. Zeitschrift des Vereins deutsch. Ingenieure. Jahrg. 1894. S. 1.

²)    Vergl. Civilingenieur. Jahrg. 1895. Heft 5.

³)    Vergl. Zeitschrift des Vereins deutsch. Ingenieure. Jahrg. 1901. Heft No. 17.

Turbinenschiffe der „Kette“.

Turbinenschiffe der „Kette“.

Turbinenschiffe der „Kette“.

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Deutsche Elbschiffahr ts-Gesellschaft zu Uebigau bei Dresden.

Anordnung da» Tnrfcint.n1prop4U4tJz.um Pass ovg-urboot jur dia Pnxgtt Moidovu-

Dok. mpjscbl^jfcbrts- (desUlscW^t ,Pra. g.

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Turbinenschiffe der „Kette“

Deutsche Elbschiffahrts-Gesellschaft zu Uebigau bei Dresden.

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Lange in der Wasterlinie    16.3 »,x

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Tiefgang    0,4* m

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Turbinenschiffe der „Kette“.

Tafel IV.

Deutsche Elbschiffahrts-Gesellschaft zu Uebigau bei Dresden.

Anordnung der Turbinen auf den Mainkettendampfern der kgl. bayerischen Regierung.

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