DE1266658B - Vortriebsvorrichtung fuer Wasserfahrzeuge - Google Patents

Vortriebsvorrichtung fuer Wasserfahrzeuge

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DE1266658B
DE1266658B DEF38536A DEF0038536A DE1266658B DE 1266658 B DE1266658 B DE 1266658B DE F38536 A DEF38536 A DE F38536A DE F0038536 A DEF0038536 A DE F0038536A DE 1266658 B DE1266658 B DE 1266658B
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Germany
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pump
flow
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cross
suction
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Nikolaus Laing
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Firth Cleveland Ltd
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Firth Cleveland Ltd
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Vortriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vortriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge, bestehend aus einem Antriebsmotor und einer einen Treibstrahl erzeugenden Kreiselpumpe.
  • Erfindungsgemäß wird als Kreiselpumpe eine an sich bekannte Querstrompumpe, welche aus einem zweimal senkrecht zu seiner Drehachse durchströmten zylindrischen Trommelläufer mit vorwärts gekrümmten Schaufeln und den Ein- und Austrittskanal begrenzenden Leitwänden besteht, verwendet, deren Achse horizontal oder annähernd horizontal und zur Längsachse des Wasserfahrzeugs quer oder annähernd quer verläuft, wobei der Trommelläufer im wesentlichen über dem Niveau des Bodens des Wasserfahrzeuges oder einer Unterwassertragfläche und ganz unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vortriebsvorrichtung kann der Antrieb des Schiffes durch einen an die Wasseroberfläche grenzenden, sich über fast die gesamte Schiffsbreite erstreckenden Strahl bewirkt werden.
  • Hierdurch ist es möglich, bei gegebenem Tiefgang des Schiffes einen größeren Strahlquerschnitt zu verwirklichen als mit Schrauben. Die zur Erzeugung des gegebenen Schubs erforderliche hydraulische Leistung sinkt nach der Beziehung wobei N die erforderliche hydraulische Leistung darstellt und F den wirksamen Strahlquerschnitt. Dabei stimmt der geometrische mit dem effektiven Querschnitt überein, was bei Schraubenantrieb nicht der Fall ist, wodurch der Strahlwirkungsgrad weiter erhöht wird.
  • Schließlich besteht ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebs darin, daß die Strömung im Austrittskanal eine isotrope Turbulenz aufweist im Gegensatz zu dem drallbehafteten Austrittsstrahl von gewöhnlichen Antriebsschrauben.
  • Im Gegensatz zu Schiffsschrauben ist es deshalb bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, den Geschwindigkeitsdruck des einströmenden Wassers durch Diffusoren in statischen Druck umzusetzen, alsdann das Wasser durch die Querstrompumpe zu beschleunigen und gegebenenfalls in einer nachgeschalteten Düse den im Diffusor gewonnenen statischen Druck wieder in dynamischen Druck umzuwandeln, d. h. zu einer weiteren Erhöhung der Strahlaustrittsgeschwindigkeit zu verwenden. Der erfindungsgemäße Antrieb eignet sich einerseits für gewöhnliche Wasserfahrzeuge, bei denen er am Bug oder am Heck, vorzugsweise jedoch am Heck, angeordnet ist, sowie andererseits für sogenannte Tragflügelboote, bei denen der Antrieb sich in einem Tragflügel befindet, wobei der Auftrieb des Tragflügels im Wasser bewirkt, daß das Boot selbst während der Fahrt aus dem Wasser gehoben wird. Dadurch kann im Gegensatz zu bekannten Tragflügelwasserfahrzeugen auch die Zirkulation in der Weise verändert werden, daß der austretende Strahl durch Deflexion zur Vergrößerung bzw. zur Verringerung des Auftriebsbeiwertes und damit zur Steuerung herangezogen wird.
  • Für die erfindungsgemäßen Vorschubmechanismen werden mit besonderem Vorteil sogenannte Querstromläufer verwendet, bei denen eine der den Eintritts- und den Austrittskanal voneinander trennenden, parallel zur Achse des Schaufelgitters verlaufenden Leitwandungen sich nur um einen geringen Umfangsbereich des Schaufelgitters erstreckt und einen Abstand von etwa der Größenordnung der radialen Schaufeltiefe von der Peripherie des Schaufelgitters an jeder Stelle besitzt, so daß sich im Inneren des Schaufelgitters eine Wirbelströmung mit exzentrischem Wirbelkern ausbildet, dessen Lage durch diese Leitwandung bestimmt wird. Ein auf diese Weise ausgebildeter Vorschubmechanismus arbeitet vor allem im Bereich kleiner Re-Zahlen mit sehr hohem Wirkungsgrad, da durch die genannte Maßnahme die Schluckfähigkeit des Läufers vergrößert wird. Die Abdichtung zwischen Saug- und Druckseite übernimmt dabei zum Teil das Wirbelkerngebiet.
  • Eine Querstrompumpe erzeugt hauptsächlich Geschwindigkeitsenergie. Der größere Strahlquerschnitt führt bei gegebenem Schub zu geringerer Strahlgeschwindigkeit. In Verbindung mit der Beseitigung des Dralles, der wesentlich geringeren Turbulenz und mit der Tatsache, daß der Strahl an der Wasseroberfläche beginnt und wesentlich weniger tief nach unten reicht als der Strahl einer Schiffsschraube, erzeugt die erfindungsgemäße Vortriebseinrichtung eine weit geringere Aufwirbelung z. B. eines Flußbettes, wodurch Beschädigungen des Flußbettes und der Ufer und Verschmutzung des Wassers weitgehend vermieden werden. Wegen des geringen Tiefgangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dann noch eingesetzt werden, wenn der Schiffsboden den Grund gerade noch nicht berührt. Die Erfindung sieht gegebenenfalls vor, die Vortriebsvorrichtung so anzuordnen, daß ihre Höhe relativ zum Schiffsrumpf verstellbar ist. Hierdurch ist bei Schiffen eine Anpassung an den jeweiligen Beladungszustand möglich. Bei Tragflügelbooten kann das Antriebsaggregat auch bei Langsamfahrt Verwendung finden.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Eintrittsdiffusor in Teildiffusoren, die sich in Strömungsrichtung erweitern, unterteilt wird, da hierdurch die Diffusoren gleichzeitig als Schutzgitter wirken.
  • Bei einem Kreiselrad, welches, wie oben beschrieben, als sogenannte Querstrompumpe ausgebildet ist, in welchem dem Durchsatz die Form einer Wirbelströmung mit exzentrischem Kerngebiet aufgezwungen wird, herrscht im Zentrum dieses Kerngebietes ein starker Unterdruck.
  • Dadurch ist es möglich, daß sich, bedingt durch die Auftriebswirkung, in dem Wirbelkern Luftblasen ansammeln und -die Wirkung des Vortriebs dadurch beeinträchtigt wird. Die Erfindung sieht deshalb Einrichtungen vor, um diese Luftblasen aus dem Wirbelkerngebiet abzusaugen. Dieses Verfahren eignet sich ganz allgemein für Querstrompumpen.
  • Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen waagerechten Schnitt -durch den Heckteil eines Bootes, welcher die Vortriebsvorrichtung enthält, F i g. 2 und 3 Schnitte durch den Heckteil längs einer senkrechten Ebene, wobei F i g. 2 die Vortriebsvorrichtung in der vorwärts bewegenden Stellung und F i g. 3 die Vortriebsvorrichtung in der rückwärts bewegenden Stellung zeigt, ; F i g. 4 und 5 ebenfalls Schnitte durch den Heckteil längs einer senkrechten Ebene parallel zur Längsachse des Bootes mit einer anderen Einrichtung zur Umkehrung der Fahrtrichtung des Bootes, wobei F i g. 4 die Vorwärtseinstellung, F i g. 5 die Rück- t wärtseinstellung darstellt; F i g. 6 zeigt einen gleichartigen Schnitt mit einer weiteren Anordnung zur Umkehrung der Fahrtrichtung des Bootes, wobei die Einstellung bei umgekehrter Fahrtrichtung mit gestrichelten Linien e dargestellt ist, F i g. 7 einen Grundriß des Heckteiles einer weiteren Bootsform, F i g. 8 eine Vorderansicht eines Wassertragflügel-Bootes mit Antrieb nach der Erfindung, F i g. 9 einen schematischen Teilschnitt des in F i g. 8 dargestellten Ausführungsbeispieles längs einer senkrechten Längsebene, welche der mittleren senkrechten Ebene benachbart ist, F i g. 10 einen Axialschnitt durch eine Flüssigkeitspumpe mit Einrichtungen zur Entfernung von Luftblasen aus dem Wirbelkernbereich, wobei ein Beispiel für die Anwendung dieser Pumpe die Vortriebsvorrichtung für Schiffe darstellt, F i g. 11 einen axialen Teilschnitt durch einen Läufer einer anderen Flüssigkeitspumpe, F i g. 12 einen radialen Teilschnitt des in F i g. 11 dargestellten Läufers, F i g. 13 und 14 radiale Teilschnitte durch Läufer und Leiteinrichtungen fürFlüssigkeitspumpen,welche weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, F i g. 15 bzw. 16 eine Teildraufsicht auf das in F i g. 14 bzw. 15 dargestellte Ausführungsbeispiel. Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Boot weist einen Schiffskörper 1 mit flachem Boden und einem Auslegerheck 2 auf, welches unterhalb der Wasserfläche zur Bildung eines Flachheckes 3 eingezogen ist. Die normale Wasserhöhe ist bei 4 angedeutet: Ein Läufer 6 erstreckt sich quer über nahezu die gesamte Breite des Bootes unterhalb des Flachheckes 3, ist auf Seitenplatten 7 gelagert und an jedem Ende durch Kegelgetriebe 8 angetrieben.
  • Der Läufer 6 umfaßt eine Vielzahl von gewundenen Schaufeln 9, welche sich auf einem Ring in Richtung der Läuferachse erstrecken. Diese Schaufeln 9 werden von Endscheiben 10 getragen und von Zwischenscheiben 11 unterstützt. Die Schaufeln verlaufen leicht schräg, und zwar einerseits der senkrechten Mittelebene in einer Richtung und andererseits dieser Ebene in der anderen Richtung. Die Endscheiben 10 sind auf Wellenstummeln 12 befestigt; welche in den Seitenwänden 7 gelagert sind, und werden durch die Kegelgetriebe 8 angetrieben, wie oben beschrieben, wobei die Umdrehungsrichtung durch den Pfeil 13 angezeigt wird.
  • Zur Aufnahme des auf den Läufer 6 bei Betrieb wirkenden Seitendruckes läuft längs jeder Endscheibe und Zwischenscheibe 10, 11 eine Leerlaufrolle 14, welche in einem Halter auf dem Schiffsrumpf gelagert ist.
  • Eine als Profilkörper ausgebildete Leitwand 15 ist zwischen den seitlichen Endwänden 7 des Gehäuse für den Trommelläufer 6 gelagert und erstreckt sich längs des Läufers 6 an dessen Rückseite. Der Querschnitt dieser Leitwand ist über seine ganze Länge konstant und weist gegen den Läufer hin eine konkave Oberfläche auf, welche beispielsweise in Umdrehungsrichtung des Läufers sich dem Läufer nähert. Der Läufer 6 und diese profilkörperartige Leitwand 15 wirken zusammen, um einen zylindrischen Wirbel mit einem durch V angedeuteten Wirbelkern zu erzeugen, welcher exzentrisch zur Läuferachse angeordnet ist, wodurch das Wasser zweimal durch die Schaufeln 9 des Läufers auf einem gekrümmten Weg geführt wird, welcher durch die Pfeile 16 angedeutet ist. Die Wirkungsweise einer derartigen Querstrompumpe ist an sich bekannt.
  • Im Ansaugbereich des Läufers 6, d. h. unterhalb des Läufers, ist ein Diffusorgitter 20 angeordnet, welches sich über die Länge des Läufers erstreckt und zur Umwandlung kinetischer Energie in statischen Druck, zur Verhinderung des Eintritts von Steinen oder grobem Schmutz und Zerstörung des Läufers sowie zur Leitung der Strömung zum Läufer hin dient, so daß in verschiedenen Bereichen des Eintrittswinkels das Wasser den Läufer unter einem optimalen Winkel anströmt.
  • Dem Druckbereich des Läufers 6 angrenzend ist eine flache Leitplatte 21 an ihrem hinteren Ende schwenkbar zwischen den Seitenwänden 7 gelagert, wie bei 21a dargestellt ist, und kann zwischen einer »Vorwärtseinstellung«, in der ihre Vorderkante auf einem Absatz 22 an der Leitwand 15 ruht, und einer »Rückwärtseinstellung«, in der ihre Vorderkante der Unterseite des Flachheckes 3 anliegt, bewegt werden.
  • In der »Vorwärtseinstellung« bildet die Leitplatte 21 eine Fortsetzung der Leitwand 15 und leitet die Strömung vom Läufer 6 waagerecht nach rückwärts. In der »Rückwärtseinstellung« lenkt die Platte 21 die Strömung vom Läufer nach unten um, was durch eine Gruppe von Umlenkschaufeln 23 unterstützt wird, welche unterhalb der Platte befestigt sind und in der »Vorwärtseinstellung« keine Wirkung haben.
  • Eine Leitwand 24 erstreckt sich parallel zum Läufer 6 über dessen Länge und ist ebenfalls um die Achse 21a schwenkbar. In der »Vorwärtseinstellung« bildet die Leitwand 24 eine rückseitige Fortsetzung des Gitters 20. In der »Rückwärtseinstellung« ist die Leitwand 24 vom Gitter 20 weggeschwenkt und leitet die Strömung vom Läufer hinter und unter diesem Gitter nach vorn. Eine merkliche Menge dieses Wassers strömt in den Läufer zurück. Obwohl dies einen Leistungsverlust bedeutet, ist dieser Verlust nicht wichtig, da bei Rückwärtsfahrt ein gewisser Verlust von Antriebsenergie erträglich ist.
  • Bei der normalen »Vorwärtseinstellung« bewirkt der waagerechte Wasserstrahl nach hinten einen vorwärts gerichteten Schub auf den Schiffskörper 1 über die Rollen 14, welche die Achslager des Trommelläufers entlasten, während in »Rückwärtseinstellung« der vorwärts gerichtete Strahl einen entgegengesetzten Druck erzeugt. Infolge der Abschrägung der Schaufeln 9 ist der rückwärts gerichtete Strahl leicht divergent.
  • Die F i g. 4 und 5 zeigen eine andere Ausbildung, wobei gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern tragen. F i g. 4 zeigt eine Anordnung in der »Vorwärtseinstellung«, wobei etwas Wasser unter hohem Druck durch einen Fangdiffusor 25 der Druckseite entnommen und in eine Kammer 26 geleitet wird, von welcher es tangential durch Düsen 27 ausgestoßen wird, um die Grenzschicht zu beeinflussen und dadurch eine Strömungsablösung zu verhindern, wodurch der Widerstand des Profils 28 verkleinert wird.
  • Eine um die Achse 30 schwenkbare Klappe 29 ist zur Veränderung des Auslaßdüsenquerschnittes angeordnet.
  • F i g. 5 zeigt die Anordnung in der »Rückwärtseinstellung«.
  • F i g. 6 zeigt eine andere Vorrichtung zur Umkehrung der Strömung, welche in diesem Fall mittels eines Krümmers oder einer gekrümmten Platte 31 erzielt wird, die sich über die ganze Länge des Läufers erstreckt. Der Teil 31 wird durch parallele Schwingarme 32 getragen, von denen nur einer dargestellt ist. Eine Verkleidung 33 ist hinter dem Krümmer 31 angeordnet. Die Einstellung des Krümmers 31 für Strömungsumkehr ist in gestrichelten Linien dargestellt.
  • F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Grundriß, bei dem zwei gleiche Läufer 43, 44 an ihren Enden zwischen einem Körper 45 in der lotrechten Längsmittelebene des Bootskörpers und Lagern 46, 47 an beiden Seiten des Bootes gelagert sind. Die Läufer sind unabhängig voneinander an den Lagern 46, 47 durch Ketten oder Riemen 48, 49 angetrieben.
  • Die Läufer schließen miteinander einen wesentlich kleineren Winkel als 180° ein, um nach hinten divergierende Strömungen zu erzeugen, welche die Steuerung des Bootes erleichtern. Nicht dargestellte Umkehreinrichtungen können vorgesehen werden, welche unabhängig für jeden Läufer zu betreiben sind.
  • Die F i g. 8 und 9 zeigen ein Wassertragflügelboot mit einem Schiffskörper 1, einem Paar hohlen, pfeilerähnlichen Stützgliedern 50 mit strömungsgünstigem Querschnitt, welche sich vom Schiffskörper nach unten in dessen lotrechter Längsmittelebene erstrecken und an denen die Wassertragflügel befestigt sind. In der Zeichnung ist nur ein Stützglied 50 dargestellt, da das andere verdeckt ist. Jedes Stützglied 50 trägt ein Paar gleicher hohler Körper 51 als Unterwassertragfläche mit dickem Tragflächenprofil. Die Tragflächenkörper 51 erstrecken sich frei nach jeder Seite des unteren Endes der Stützglieder 50 und leicht nach oben, wobei jeder einen Winkel von etwa 10 bis 15° mit der waagerechten Ebene einschließt. Jeder Tragflächenkörper 51 vermindert seine Dicke nach außen hin leicht: Der Querschnitt ist an allen Stellen entlang der Länge jedes Körpers ähnlich dem in F i g. 9 dargestellten. In jedem Tragflächenkörper 51 ist ein Querstrompumpenläufer 52 gelagert, wobei sich seine Drehachse längs desselben erstreckt, und ist durch nicht dargestellte Antriebseinrichtungen in dem Schiffskörper 1 über eine Welle 54 und durch ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe am unteren Ende des Stützgliedes angetrieben, welche sich senkrecht durch das zugehörige Stützglied 50 erstreckt, wobei jede Welle zwei Läufer antreibt. Jeder Läufer 52 enthält eine Reihe von Schaufeln 53, welche auf einem Ring zwischen nicht dargestellten Endscheiben angeordnet sind. Die Schaufeln sind in bezug auf die durch den Pfeil 55 dargestellte Umdrehungsrichtung vorwärts gekrümmt. Ein Wassereinlaß 56 wird an der Unterseite jedes Tragflächenkörpers 51 nahe dessen Vorderkante gebildet, und die Hinterkante des Körpers ist offen, um einen Auslaß 57 für den Treibstrahl zu bilden, wobei sich Einlaß und Auslaß längs des Körpers über die Länge des zugehörigen Läufers 52 erstrecken. Ein Paar von Leitwänden 58, 59 ist innerhalb jedes Tragflächenkörpers 51 angeordnet, wobei sich jede Leitwand über die ganze Länge des zugehörigen Läufers 52 erstreckt und zwischen Einlaß 56 und Auslaß 57 verläuft.
  • Am Einlaß 56 gehen die Wände weich in die Unterseite des Tragflächenkörpers 51 über, während sie am Auslaß 57 leicht konvergieren, um eine Düse zu bilden. Dazwischen wirken die Wände 58, 59 mit dem Läufer 22 zusammen, um einen zylindrischen Wirbel V zu bilden, welcher exzentrisch zur Läuferachse angeordnet ist, wodurch die Strömung auf einem gekrümmten Weg zweimal durch die Schaufeln des Läufers geleitet wird. An jedem Tragflächenkörper 51 ist eine Klappe 60 schwenkbar gelagert, welche sich über die Länge des Auslasses 57 etwa in der Mitte von dessen Öffnung erstreckt. Nicht dargestellte Steuereinrichtungen sind vorgesehen, um die Verschwenkung der Klappe derart zu ermöglichen, daß die Richtung des aus dem Auslaß tretenden flachen Strahles geändert werden kann.
  • Selbsttätige Einrichtungen sind zur Steuerung der vier Klappen in gegenseitiger Beziehung zueinander vorgesehen, um den Schiffskörper mit geradem Kiel und in geeigneter Höhe über dem Wasser zu halten.
  • Wenn das Boot stillsteht, liegt der Schiffskörper 1 im Wasser. Wenn jedoch die Läufer 52 in Gang gesetzt werden, bringt der infolge leichter Ablenkung der Klappen 60 nach unten erzeugte Auftrieb den Schiffskörper aus dem Wasser heraus.
  • Es wurde festgestellt, daß bei Flüssigkeitspumpen der Bereich geringsten Druckes gelöste oder hineingerissene Gase zu veranlassen sucht, sich in diesem Bereich anzusammeln, beispielsweise in dem genannten Wirbelkernbereich. Dies kann die Wirkungsweise der Pumpe nachteilig beeinflussen.
  • Gemäß weiterer Gedanken der Erfindung enthält eine »Tangentialpumpe« Einrichtungen mit COffnungen, welche zur Anordnung im Wirbelkernbereich geeignet sind und mit einer Quelle niedrigeren Druckes als des im Kerngebiet auftretenden verbunden sind, wodurch jegliches Gas entfernt wird, welches sich andernfalls im Kerngebiet ansammeln würde. Die Einrichtungen mit den Öffnungen können die Schaufeln selbst sein, welche in diesem Fall hohl sind, oder es können dünne, hohle, feststehende Körper sein, welche sich in den Wirbelbereich hinein erstrecken.
  • F i g. 10 zeigt einen Schnitt durch einen Läufer 6 einer Flüssigkeitspumpe mit Endscheiben 65 und 66. Der Läufer wird durch eine Welle 67 angetrieben, welche auf der Endscheibe 65 befestigt ist. Die Endscheibe 66 ist über eine hohle Welle 68 in einem Lager 69 drehbar gelagert, beispielsweise einer Lagerschale aus Phosphorbronze, welche in einer festen Platte 70 befestigt ist, die mit Stützeinrichtungen 71 verbunden sein kann, beispielsweise direkt mit dem Körper des Wasserfahrzeuges.
  • Eine Anzahl von Radialschaufeln 72 stellt einen Teil der Endscheibe 66 dar und wirken mit dem Kanal 73 in der festen Platte 70 zusammen. Diese Pumpenart ist unter dem Namen Seitenkanalpumpe bekannt und muß deshalb nicht näher erläutert werden. Der Einlaßkana174 dieser Pumpe ist mit einer hohlen Sonde 75 verbunden, deren Mündung an einem Ende des Wirbelkernbereiches angeordnet ist. Der Druckkanal 76 entläßt die Luft durch die feste Platte 70.
  • Die Mündung 77 der Sonde 75 bildet eine Drucksenke, welche die Luftblasen aus der Pumpe entfernt. ; Der in den F i g. 11 und 12 dargestellte Läufer weist hohle Schaufeln 78 auf, welche zwischen Endscheiben 79 befestigt sind, von denen nur eine dargestellt ist. Eine dieser Endscheiben weist eine ringförmige Leitung 80 auf, welche über Löcher 81 mit dem Hohlraum jeder Schaufel 78 verbunden ist. Die Leitung ist durch radiale Löcher 82 mit einer hohlen Welle 83 verbunden, welche in einem feststehenden Lager 84 gelagert ist. Der Raum innerhalb der Welle ist mit einer nicht dargestellten Sogquelle durch eine t ebenfalls nicht dargestellte Kappe verbunden.
  • Auf jeder Seite der Vorderkante 85 jeder Schaufel 78 ist eine Reihe von in gleichem Abstand voneinander angeordneten, kleinen Saugöffnungen 86 gebildet, welche sich über die ganze Länge der Schaufel erstreckt.
  • Bei Betrieb bilden Läufer und Leiteinrichtungen > einen Wirbel mit einem Kernbereich, welcher sich in den Läuferschaufelring hinein erstreckt. Da die Schaufeln 78 immer wieder den Wirbelkernbereich durchqueren, saugen die öffnungen 86 die Gase aus diesem Bereich und halten dadurch die Wirksamkeit der Pumpe aufrecht.
  • Die Sogquelle muß natürlich einen wesentlich niedrigeren Druck aufweisen als denjenigen des Wirbelkernbereichs.
  • Da die Öffnungen 86 mehr auf beiden Seiten der Vorderkanten 85 der Schaufeln als direkt an diesen Kanten angeordnet sind, besteht eine geringere Neigung zur Ansaugurig von anderen Materialien, d. h. hier unerwünschten Feststoffen.
  • Bei der in den F i g. 13 bis 16 dargestellten Einrichturig sind die Schaufeln 87 massiv. Der mit den Schaufeln als Leitwand zusammenwirkende Leitkörper 88 weist eine konkave Oberfläche 89 auf, welche mit der Läuferperipherie in Umdrehungsrichtung des Läufers konvergiert. Sehr dünne, hohle Flügelstummel 90 und 90' mit strömungsgünstigem Querschnitt erstrecken sich als Sonde aus der Oberfläche 89 heraus. Die Flügelstummel 90 erstrecken sich beinahe bis zur Peripherie 91 der Läuferschaufeln. Die Flügelstummel 90' erstrecken sich dagegen in Ausnehmungen 92 in der Beschauflung hinein. Die Flügelstummel 90 bzw. 90' sind in gleichen Abständen über die Länge des Läufers verteilt und sind so angeordnet, daß sie nur eine minimale Störung der Strömung verursachen. Jeder Flügelstummel enthält eine Anzahl von Öffnungen 93 auf jeder Seite so nah als möglich am Kernbereich der Strömung. Das Innere jedes Flügelstummels ist durch den hohlen Leitkörper 88 mit einer Sogquelle verbunden.
  • Bei Betrieb wird ein Wirbel gebildet, wie oben in Zusammenhang mit den Einrichtungen gemäß F i g. 2 bis 5 beschrieben wurde. Die Saugöffnungen 93, welche innerhalb des Wirbelkerngebietes angeordnet sind, entfernen Gase, welche sich sonst in diesem Bereich ansammeln und die Wirkung der Pumpe verschlechtern würden.
  • In dieser Beschreibung genannte Merkmale, auf welche keine Ansprüche gerichtet sind, sollen keinen Schutz genießen.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1. Vortriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge, bestehend aus einem Antriebsmotor und einer einen Treibstrahl erzeugenden Kreiselpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß als Kreiselpumpe eine an sich bekannte Querstrompumpe, welche aus einem zweimal senkrecht zu seiner Drehachse durchströmten zylindrischen Trommelläufer (6, 52) mit vorwärts gekrümmten Schaufeln und den Ein- und Austrittskanal begrenzenden Leitwänden (3, 15, 58, 59) besteht, verwendet wird, deren Achse horizontal oder annähernd horizontal und zur Längsachse des Wasserfahrzeugs quer (F i g. 1 bis 9, 12 und 13) oder annähernd quer (F i g. 11) verläuft und daß der Trommelläufer im wesentlichen über dem Niveau des Bodens des Wasserfahrzeuges (1) oder einer Unterwassertragfläche (51) und ganz unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal der Querstrompumpe sich nach der Einströmöffnung zu diffusorartig erweitert.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal durch ein Diffusorgitter (20) in mehrere sich in Strömungsrichtung des Wassers erweiternde Teilkanäle aufgeteilt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Austrittskanal der Querstrompumpe in Strömungsrichtung verjüngt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelläufer (6, 52) in zwei Abschnitte unterteilt ist, in denen die Schaufelinnenkanten und Schaufelaußenkanten schraubenförmig so um die Drehachse des Trommelläufers verwunden sind, daß zwei symmetrisch divergierende Schübe von dem Trommelläufer erzeugt werden.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung in einem Unterwassertragflügel Einrichtungen (60) vorgesehen sind, durch welche der austretende Strahl nach unten bzw. oben abgelenkt werden kann, um die Zirkulation und damit den Auftriebsbeiwert zu vergrößern bzw. zu verkleinern.
  7. 7. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Absaugen von sich in der Querstrompumpe ausbildendem Wirbelkerngebiet (V) ansammelnden Gasblasen vorgesehen sind. B.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen eine Pumpe (z. B. 72) aufweisen, an die eine oder mehrere Ansaugstellen (77, 86, 93) angeschlossen sind, welche in oder nahe bei dem Zentrum des Wirbelkerns (V) angeordnet sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als an sich bekannte Seitenkanalpumpe (72, 74) ausgebildet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Sauggebläse (72) ausgebildet ist und daß zwischen dem Gebläse und den Ansaugstellen eine an sich bekannte Vorrichtung vorgesehen ist, die ein Ansaugen von Wasser verhindert.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (78) des Trommelläufers dickes, tragflügelähnliches Profil besitzen, dessen dicke Kante nach dem Trommelinneren gerichtet ist, daß sie hohl sind und an der unteren Profilseite hinter der Vorderkante eine Reihe von Lufteintrittsöflnungen besitzen und daß das Innere der Schaufeln durch das Sauggebläse (72) entlüftbar ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich in das Wirbelkerngebiet des durch den Querstromläufer erzeugten Wirbels eine Sonde (90) hinein erstreckt, die an ihrem in dieses Wirbelkerngebiet hineinragenden Ende Öffnungen (93) aufweist, die als Ansaugstellen dienen, durch die in dem Wirbelkerngebiet sich ansammelnden Gasblasen von der Pumpe angesaugt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 902 229, 971042, 506 950, 573 424; französische Patentschriften Nr. 693140, 753 564, 1018 053, 1066 499; britische Patentschriften Nr. 514 756, 877 850; USA.-Patentschriften Nr. 1097 991, 2193 616; Zeitschrift »Motorboat & Yachting«, November 1960, S. 518; Zeitschrift »Techn. Rundschau«, Nr.l4/1961, S. 3, 5 und 7.
DEF38536A 1961-12-12 1962-12-12 Vortriebsvorrichtung fuer Wasserfahrzeuge Pending DE1266658B (de)

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GB1266658X 1961-12-12

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