DE10258495B4

DE10258495B4 - Reibungsreduktionsantrieb für Wasserfahrzeuge mittels Turbine

Info

Publication number: DE10258495B4
Application number: DE10258495A
Authority: DE
Inventors: Juergen Buchert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-14
Filing date: 2002-12-14
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-12-15
Also published as: DE10258495A1

Abstract

Wasserfahrzeug (1), das von mindestens einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, deren Abgas unter den Rumpf über eine Austrittsöffnung ableitbar ist, wobei die Austrittsöffnung im hinteren Teil des Wasserfahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine eine Turboprop-Turbine (2) ist, dass unterhalb des Wasserfahrzeugs (1) mehrere im hinteren Teil gelegene Austrittsöffnungen (26) zur Ableitung des Abgases dieser Turboprop-Turbine (2) vorgesehen sind, und dass das Abgas durch die Austrittsöffnungen (26) unter Erzeugung von Vorschub nach hinten ableitbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein Wasserfahrzeug, das von mindestens einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, deren Abgas unter den Rumpf über eine Austrittsöffnung ableitbar ist, wobei die Austrittsöffnung im hinteren Teil des Wasserfahrzeugs angeordnet ist.
Wasserfahrzeuge, die von Turboprop-Turbinen angetrieben werden, sind im Handel erhältlich.
Bekannt ist ein so genanntes Luftkissenfahrzeug. Dabei handelt es sich um ein Fahrzeug ohne Räder und Treibachsen, das auf einem Luftkissen bewegt wird. Das Luftkissen wird durch den aus Düsen austretenden Strahl einer Luftschraube in Verbindung mit der Ummantelung des gesamten Antriebssystems gebildet. Ein solches Fahrzeug ist insbesondere zur Überquerung weiter Wasserflächen oder eines weglosen Geländes geeignet. Es handelt sich hierbei um eine Spezialkonstruktion, die besonders aufwendig ist.
Weiterhin ist ein so genanntes Tragflächen- oder Tragflügelschiff bekannt. Hierbei handelt es sich um ein Wasserfahrzeug, dessen Schwimmkörper unter Wasser tragflächenähnliche Konstruktionen trägt. Bei höheren Geschwindigkeiten erzeugen diese Unterwasserflügel einen dynamischen Auftrieb, der den Schwimmkörper aus dem Wasser hebt und seinen Fahrtwiderstand ganz erheblich reduziert. Wie erwähnt, ist die Anwendung dieses Prinzips auf besonders hohe Geschwindigkeiten beschränkt.

Die US 4 509 927 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, beschreibt ein Wasserfahrzeug für hohe Geschwindigkeiten, das einen eingezogenen Rumpf besitzt. Dieser eingezogene Rumpf dient zum Auffangen des Abgases mindestens eines Antriebsmotors. Nach 3 und 4 sind zwei Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen, von denen jede nur eine einzige Auspuffleitung besitzt, die unter den Schiffsrumpf führt. Wichtig dabei ist, dass die Auspuffleitung im eingezogenen Teil des Rumpfes endet, so dass sich dieser Teil mit Auspuffgas füllen kann. Das Auspuffgas dient hier zur Reduzierung des Reibungswiderstands, aber nicht zur Erzeugung von Vorschub, geht somit insoweit ungenutzt verloren. Dasselbe gilt für die Ausführungsform nach 5 bis 7.

Auch die Schrift DE-GM 1, 863, 114 zeigt bei einem Motorboot eine Anzahl von Auspufföffnungen im Schiffsrumpf unterhalb der Wasserlinie. Die Abgase werden so geführt, dass der Reibungswiderstand des Rumpfes im Wasser herabgesetzt wird. Nach den Zeichnungen dieses Gebrauchsmusters liegen die Auspufföffnungen, im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, vorwiegend im vorderen Teil des Rumpfes. Vorschub wird mit den Abgasen nicht erzeugt.

Entsprechend DE 28 00 151 A1 wird bei einem Gleitboot „Abluft", das ist Kühlluft und Motorgas, so unter das Boot geleitet, dass ein Luftpolster entsteht, was zu einer Verringerung der Reibung zwischen Wasser und Boot führt. Die Abluft wird durch zwei im vorderen Teil des Boots gelegene Austrittsöffnungen geblasen. Ein Ableiten nach hinten zur Erzeugung von Vorschub ist auch hier nicht vorgesehen.

Die DE-AS 1 094 140 beschreibt die Verringerung des Reibungswiderstands unter einem Schiff durch Luft, nicht durch Abgas. Das Luftkissen ist in mehrere annähernd gleich große Sektionen unterteilt, die je für sich über Rohre mit Luft gespeist werden. In jedem Luft-Zuleitungsrohr ist ein Schraubengebläse montiert. Aus den Zeichnungen wird deutlich, dass hier keinesfalls ein Vortrieb erzeugt werden soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Wasserfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, das mit relativ geringem Aufwand auch bei vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten – zumindest teilweise – aus dem Wasser gehoben wird und gleichzeitig bei verbesserter Energieausnutzung seinen Antrieb erfährt.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass dieses gelingt, wenn der Abgasstrahl der Verbrennungskraftmaschine einerseits dazu genutzt wird, die Reibung zu verringern, andererseits aber auch gleichzeitig einer weiteren Verwendung und Ausnutzung zugeführt wird.

Die genannte Aufgabe wird demgemäß erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verbrennungskraftmaschine eine Turboprop-Turbine ist, dass unterhalb des Wasserfahrzeugs mehrere im hinteren Teil gelegene Austrittsöffnungen zur Ableitung des Abgases dieser Turboprop-Turbine vorgesehen sind, und dass das Abgas durch die Austrittsöffnungen unter Erzeugung von Vorschub nach hinten ableitbar ist.

Gemäß einer Ausbildung ist das Abgas über gekrümmte Abgasleitungen zu den Austrittsöffnungen leitbar.

Die Austrittsöffnungen können in einem oder mehreren Feldern angeordnet sein.

Das hier angegebene Prinzip der Leitung des Abgases unter das Wasserfahrzeug wird also bei einem Wasserfahrzeug angewendet, das von einer Turboprop-Turbine angetrieben wird. Turboprop-Turbinen haben einen Abgasstrahl oder Abgasmassenstrom, der um ein Vielfaches größer ist als bei allen anderen Verbrennungsmotoren. Dieser Abgasmassenstrom wird normalerweise als Auspuffgas noch oben an die Atmosphäre abgeleitet. Durch die Leitung dieses Abgasmassenstroms stattdessen unter das Wasserfahrzeug wird ein Auspuffgaspolster unterhalb des Wasserfahrzeugs erzeugt, und die Reibung zwischen Wasser und Wasserfahrzeug wird erheblich vermindert. Dadurch reduziert sich der Fahrtwiderstand ganz erheblich, und das Wasserfahrzeug erreicht bei gleicher Antriebsleistung eine höhere Fahrtgeschwindigkeit oder erfordert bei gleicher Fahrtgeschwindigkeit einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Außerdem wird hier gleichzeitig der Energieinhalt des Abgases der Turboprop-Turbine zur Erzeugung von Vortriebsschub für das Wasserfahrzeug ausgenutzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Wasserfahrzeug mit vier Feldern von Austrittsöffnungen im Blick auf den Schiffsrumpf und
2 das Wasserfahrzeug von 1 in Seitenansicht mit Darstellung der Austrittöffnungen und Abgasleitungen.
In 1 ist von unten der Rumpf eines Schiffes 1, speziell eines Katamarans, dargestellt. In 2 ist dieses Schiff 1 in Seitenansicht wiedergegeben. Das Schiff 1 wird von einer Turbine 2 über ein Getriebe 4 und einen Propeller 6 angetrieben. Der Abgasschacht 8 der Turbine 2 führt zu vier gekrümmten Abgasleitungen 10, 12, 14 und 16, die in Feldern 18, 20, 22 bzw. 24 mit je 11 × 12 Abgasaustrittsöffnungen 26 unter dem Schiff 1 enden. Die Felder 18 und 22 sind im hinteren Teil des Schiffes 1 angeordnet. Das Abgas der Turbine 2 wird so über die Abgasaustrittsöffnungen 26 unter das Schiff 1 nach hinten abgeleitet. Dadurch wird im Betrieb die Reibung zwischen Wasser und Wasserfahrzeug 1 erheblich reduziert und ein zusätzlicher Vorschub erzeugt.

1: Schiff
2: Turbine
4: Getriebe
6: Propeller
8: Abgasschacht
10, 12, 14, 16: Abgasleitungen
18, 20, 22, 24: Felder
26: Abgasaustrittsöffnung

Claims

Wasserfahrzeug (1), das von mindestens einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, deren Abgas unter den Rumpf über eine Austrittsöffnung ableitbar ist, wobei die Austrittsöffnung im hinteren Teil des Wasserfahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine eine Turboprop-Turbine (2) ist, dass unterhalb des Wasserfahrzeugs (1) mehrere im hinteren Teil gelegene Austrittsöffnungen (26) zur Ableitung des Abgases dieser Turboprop-Turbine (2) vorgesehen sind, und dass das Abgas durch die Austrittsöffnungen (26) unter Erzeugung von Vorschub nach hinten ableitbar ist.
Wasserfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas über gekrümmte Abgasleitungen (10, 12, 14, 16) zu den Austrittsöffnungen (26) leitbar ist.
Wasserfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (26) in mindestens einem Feld (18, 20, 22, 24) angeordnet sind.