DE1023691B

DE1023691B - Schiffsantriebseinrichtung, bei der die Verdraengungs- und Expansionsarbeit eines gespannten Treibmittels unmittelbar zum Vortrieb dient

Info

Publication number: DE1023691B
Application number: DEH13120A
Authority: DE
Original assignee: FRITZ VON HUMMEL DIPL ING
Current assignee: FRITZ VON HUMMEL DIPL ING
Priority date: 1951-01-17
Filing date: 1951-01-17
Publication date: 1958-01-30

Description

Schiffsantriebseinrichtung, bei der die Verdrängungs- und Expansionsarbeit eines gespannten Treibmittels unmittelbar zum Vortrieb dient Das Hauptpatent betrifft eine Schiffsantriebseinrichtung, bei der die Verdrängungs- und Expansionsarbeit eines gespannten gas- oder dampfförmigen Treibmittels, dessen Ein- und Auslaß gesteuert sind, unmittelbar durch Beschleunigen einer in einer Ausnehmung des Schiffskörpers befindlichen Wassersäule den Vortrieb des Schiffes bewirkt, wobei sich der Querschnitt der Ausnehmung in der Ausstoßrichtung der Wassersäule erweitert. Es sind dort Beispiele für Antriebseinrichtungen gegeben, bei denen die Wasserfüllung der als Treibkanal dienenden Ausnehmung entgegen der Fahrtrichtung von vorn unter Verwendung von selbsttätigen oder gesteuerten Rückschlagorganen für das Wasser erfolgt, die den Reaktionsdruck des Treibmittels aufnehmen, oder unter Fortfall dieser Organe die Einströmung der zu beschleunigenden Wassermasse in die Ausnehmung in der Fahrtrichtung durch das hydrostatische Gefälle bewirkt wird, sobald die Ausnehmung durch die Steuerurig mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird.
In weiterer Entwicklung dieser Antriebseinrichtungen wird zwecks Erfassung möglichst großer Wassermassen zur Beschleunigung und raschen Wiederauffüllung unter Fortfall der obenerwähnten Steuerorgane für das Wasser die Ausnehmung am Schiffskörper bzw. der Treibkanal nach unten ganz oder größtenteils offen ausgeführt, wobei die Seitenwände der Ausnehmung durch zwei zur Fahrtrichtung des Schiffes schräge Flächen gebildet werden, die den Reaktionsdruck der geschlossenen gespannten Gasblasen aufnehmen. Dadurch kann ein großer Teil des Unterwasserquerschnitts des Schiffes für den Vortrieb in rascher Aufeinanderfolge nutzbar gemacht werden. Um größere Abströmverluste zu vermeiden, wird der Arbeitsdruck des Treibmittels auf etwa den der Tauchtiefe entsprechenden hydrostatischen Druck begrenzt.
Abb. 1 bis 3 zeigen schematisch zwei symmetrisch zur Schiffsachse liegende Heckantriebe; Abb. 4 zeigt das Diagramm der wirksamen statischen (hst) Treibmittel (hi) und Beschleunigungskräfte (hb) in m Ws ausgedrückt; Abb. 5 und 6 zeigen eine Skizze eines vom Hauptschiff getrennten, um eine horizontale Achse beweglichen Schubantriebs, Abb.7 bis 9 vier Heckantriebe, die in der Phase versetzt gegeneinander arbeiten, Abb. 10 bis 12 einen Heckseitenantrieb) durch Abdrängen der an die schrägen Seitenflächen des nach hinten spitz zulaufenden Hecks anströmenden Wassermassen, Abb. 13 und 14 ein Beispiel eines Seitenantriebs, Abb. 15 bis 17 schematisch in Beispiel für eine Quersteuerung des Schiffes, Abb. 18 eine Quersteuerung für ein Propellerschiff. Das Treibmittel tritt bei 1 gesteuert ein mit einem Druck, der etwas höher ist als der hydrostatische, erfüllt den Raum 2 und steigt längs der Fläche 3, die dem Sog unterworfen ist, bis zur horizontalen oder etwas schrägen oberen Fläche 5 auf; nach unten zu ist der Raum, der eingeschlossen wird von den Flächen 3, 4, 5, offen. Das Treibmittel erfüllt diesen durch die Schiffsbewegung freigegebenen Raum in Form einer geschlossenen, unter dem Einströmdruck hi stehenden Gasblase aus. Nach unten zu ist sie begrenzt durch den infolge des Treibmittelüberdruckes abgesenkten Wasserspiegel. Nach einem bestimmten Schiffsweg tritt die Gasblase am hinteren Ende nach Entspannung in die Atmosphäre aus. Durch den dadurch frei werdenden hydrostatischen Überdruck wird der freigegebene Raum auf der ganzen Länge des unten offenen Treibkanals im normalen Strömungsverlauf sehr rasch wieder mit Wasser aufgefüllt. Dieser Umstand gestattet .eine wesentliche Erhöhung der möglichen Spielzahl für den Antrieb.
Der nach unten offene Kanal ergibt wegen des Überdruckes der Gasblase neben der Vortriebskraft einen Auftrieb, der wegen der großen Flächen, auf die er nach oben wirkt, vom Heck aus das Schiff gegenüber seiner normalen Lage etwas anhebt. Damit wird ein im Sinne des Vortriebes wirksames Stromgefälle ausgelöst, ähnlich wie das bei den zu Tal fahrenden Binnenschiffen der Fall ist. In Abb. 7, 8 und 9 ist der Heckantrieb der größeren Gleichförmigkeit des Vortriebes wegen in drei oder vier einzelne Antriebe unterteilt, die gegeneinander im Takt versetzt arbeiten. Durch die mehr oder weniger große Füllung der auf Steuer- oder Backbordseite liegenden Treibkanäle kann das Schiff ohne jede Ruderanlage gesteuert werden.
Abb. 10, 11 und 12' zeigen einen Heckseitenantrieb, bei dem die seitliche Begrenzung des Treibraumes nach außen zu fehlt, so daß das Treibmittel in Form von geschlossenen Gasblasen bei der Schiffsbewegung zwischen die schräg nach hinten in eine Spitze zulaufenden Seitenwände, die dem Sog unterliegen, und die relativ an sie anströmenden Wassermassen eingeschlossen wird. Nach oben zu wird der vorzeitige Austritt von Treibmittel durch eine etwas unter dem Wasserspiegel liegende horizontale oder schräge Begrenzungswand, die sich über die ganze Schiffsbreite erstrecken kann, verhindert. Die großen, an den Schiffsseitenflächen anströmenden Wassermassen werden in axialer Richtung abgelenkt. Das Heck schwimmt für die Dauer der Wirkzeit auf den zu beiden Seiten der Mittelebene unter ihm gebildeten Gasblasen, die den Vorschub und Auftrieb ergeben. In allen Fällen sind außer der Steuerung des Treibmittels keine Steuerorgane für das Wasser vorgesehen.
In Abb. 15, 16, 17 ist der Fall schematisch dargestellt, daß der an der Seitenwand des Schiffes liegende Kanal an dem unteren Ende nach außen seitlich offen ist, so daß die Wassermasse bei Eintritt des gesteuerten Treibmittels quer zur Schiffsachse ausgestoßen wird. Dadurch entsteht eine große Querkraft auf den Schiffskörper, die als Steuerkraft bei kleinster Geschwindigkeit bis zum Stillstand. des Schiffes voll zur Wirkung kommt. Große, auch propellergetriebene Schiffe, die wegen ihrer geringen Steuerfähigkeit bei kleiner Geschwindigkeit zum Anlegen in und Auslaufen aus Häfen die Hilfe von Schleppern benötigen, können auf diese verzichten, wenn derartig einfache, von .gesteuertem Treibmittel beaufschlagte Treibkanäle mit seitlichen Austrittöffnungen an den Enden des Schiffes angebracht werden (s. Abb. 18). Es können hiermit die gleichen Kräfte ausgeübt werden wie die Trossenzüge der Schlepper. Die Schiffe sind in ihrer Bewegung bis zum Stillstand steuerbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schiffsantriebseinrichtung, bei der die Verdrängungs- und Expansionsarbeit eines gespannten gas- oder dampfförmigen Treibmittels, dessen Ein- und Auslaß gesteuert sind, unmittelbar durch Beschleunigen einer in einer Ausnehmung des Schiffskörpers befindlichen Wassersäule den Vortrieb des Schiffes bewirkt, wobei sich der Querschnitt der Ausnehmung in der Ausstoßrichtung der Wassersäule erweitert, nach Patent 833165, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung nach unten offen ist und die Seitenwände der Ausnehmung durch zwei zur Fahrtrichtung des Schiffes schräge Flächen (4) gebildet werden, die den Reaktionsdruck der geschlossenen gespannten Gasblasen aufnehmen.
2. Schiffsantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Seitenflächen (4) auch die die Ausnehmung nach oben begrenzende Fläche (3, 5) teilweise oder vollständig als Schrägfläche ausgebildet ist.
3. Schiffsantriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung am Heck innerhalb des Schiffes befindet, derart, daß die seitlichen Schrägflächen die Ausnehmung zwischen sich einschließen (Abb. 1 bis 3).
4. Schiffsantriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an beiden Schiffsseiten am Heck außen am Schiffskörper je eine Ausnehmung befindet, derart, daß die Schrägflächen (4) von den in üblicher Weise nach achtern zusammenlaufenden Schiffswänden und die Oberseite der Ausnehmung durch vorspringende Teile (5) des Schiffskörpers gebildet werden (Abb. 10 bis 12).
5. Schiffsantriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Schiffsseite eine Antriebseinrichtung querschiffs zur Steuerung des Schiffs angeordnet ist (Abb. 15, 16).
6. Schiffsantriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zusätzlich zu dem üblichen Schiffsantrieb durch Propeller zur Erhöhung der Manövrierfähigkeit in Häfen an beiden Schiffsseiten am Bug und Heck je eine Antriebseinrichtung befindet (Abb. 18). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 5 194, 377 394, 388 969, 810 940, 813 506, 834 205, 836 894, 889124 ; österreichische Patentschrift Nr. 23 786; französische Patentschrift Nr. 395 096; britische Patentschriften Nr. 2 394 vom Jahre 1903, 291772.