DE1506813A1 - Jet propulsion for watercraft - Google Patents

Jet propulsion for watercraft

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DE1506813A1 DE19671506813 DE1506813A DE1506813A1 DE 1506813 A1 DE1506813 A1 DE 1506813A1 DE 19671506813 DE19671506813 DE 19671506813 DE 1506813 A DE1506813 A DE 1506813A DE 1506813 A1 DE1506813 A1 DE 1506813A1
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00Marine propulsion by water jets
    • B63H11/12Marine propulsion by water jets the propulsive medium being steam or other gas
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    • B63H11/02Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/04Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps
    • B63H11/09Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps by means of pressure pulses applied to a column of liquid, e.g. by ignition of an air/gas or vapour mixture

Description

Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem Treibgaserzeuger, einem System von im Fahrtstrom und in Fahrtrichtung liegenden wabenartig angeordneten.vorne und hinten offenen Schubrohren sowie einer Treibgaszuführung vom Gaserzeuger zu den Schubrohren.Jet propulsion for watercraft The invention relates to a jet propulsion for watercraft with a propellant gas generator, a system of in the driving current and Honeycomb-like arranged in the direction of travel. Front and rear open thrust tubes as well as a propellant gas supply from the gas generator to the thrust tubes.

Während es bei einem Strahlantrieb für Flugkörper möglich ist, den Ausstoß der Brenngase unmittelbar als Vortriebskraft zu verwenden, stößt dieses Verfahren beim Antrieb von Wasserfahrzeugen auf erhebliche Schwierigkeiten. Diese sind in erster Linie durch den geringen Wirkungsgrad infolge der hohen Austrittsenergie der Brenngase bedingt aber auch durch betriebliche Komplikationen wie die Belästigung der Umgebung.While it is possible with a jet propulsion for missiles, the Using the discharge of the fuel gases directly as propulsion force pushes this Procedure when propelling watercraft to considerable difficulties. These are primarily due to the low efficiency due to the high output energy the fuel gases are also caused by operational complications such as nuisance the environment.

Zur Verringerung dieser Nachteile ist es bekannt, die Brenngase bei Strahlantrieben für Wasserfahrzeuge nicht direkt auszustoßen, sondern sie gleichsam mit Wasser zu beladen, um so die ausgestoßene Masse zu vergrößern und die Austrittsgeschwindigkeit entsprechend herabzusetzen. Dabei ist es bekannt, das Wasser durch die expandierenden Brenngase aus einzelnen sogenannten Schubrohren inter@nittierend auszustoßen. Hierbei wird einem sogenannten Kammerrad mit wabenartie angeordneten Schubrohren durch eine vor diesen liegende und von einer durch die Verbrennungsgase beaufschlagten Turbine angetriebene Pumpe kontinuierlich Wasser zugeführt. Der Wasserinhalt de,- einzelnen Kammern wird durch die Brenngase nach hinten ausgestoßen.To reduce these disadvantages, it is known to use the fuel gases Not to eject jet propulsion for watercraft directly, but to eject them as it were to be loaded with water in order to increase the expelled mass and the exit velocity reduce accordingly. It is known that the water through the expanding To eject fuel gases from individual so-called thrust tubes inter @ niting. Here is a so-called chamber wheel with honeycomb arranged thrust tubes through a in front of these and acted upon by a turbine operated by the combustion gases driven pump supplied with water continuously. The water content de, - individual Chambers is ejected to the rear by the combustion gases.

Bei diesen bekannten Strahlantrieben für Wasserfahrzeuge wird das Brenngas entweder in einer zentralen Brennkammer des Strahltriebwerkes erzeugt oder es wird ihm durch die Verbindungsstützen aus dem Schiffskörper zugeführt. Die Gaszuführung unterliegt dabei größeren Verlusten infolge der erforderlichen Umlenkungen; die Lagerung der rotierenden Teile muß außerhalb des Schiffskörpers im gondelartig ausgebildeten Triebwerk erfolgen und außerdem muß der Schub durch ein Drucklager in diesem Triebwerk aufgenommen werden.With these known jet propulsion systems for watercraft, this is the case Fuel gas either generated in a central combustion chamber of the jet engine or it is given to him by the connecting supports fed from the hull. The gas supply is subject to greater losses due to the necessary Diversions; the storage of the rotating parts must be outside the hull take place in the nacelle-like engine and also the thrust must through a thrust bearing can be added to this engine.

Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, bei Verwendung eines im Schiffskörper liegenden Treibgaserzeugers und eines ortsfesten Systems von wabenartig angeordneten Schubrohren den in an sich bekannter Weise mit einem von der Treibgaserzeugung unabhängigen Antrieb versehenen Treibgaszuführer als eine gleichachsig zum Schubrohrsystem angeordnete Hohlwelle auszuführen, an deren dem Schubrohrsystem zugekehrten Ende wenigstens eine, vorzugsweise mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte, segmentförmige Gasaustrittsdüsen und eine entsprechende Anzahl von segmentförmigen Abdeckflächen vorgesehen sind. Bei einer solchen Ausführung wird das im Schiffsinnern erzeugte Arbeitsmedium .(Preßluft, hochgespanntes Brenngas oder ähnliches) durch eine weitgehend geradlinige und horizontal liegende Rohrleitung aus dem Schiffskörper herausgeführt und diese Rohrleitung als eine im Schiffsinnern radial und axial gelagerte und mit einem Antrieb versehene Hohlwelle ausgebildet. An ihrer, äußeren Ende trägt diese Hohlwelle vorzugsweise zwei oder mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte segmentförmige Gaszuführdüsen und in Umfangsrichtung an diese anschließend segmentförmige Abdeckflächen, derart, daß bei einer Drehung der Welle die einzelnen wabenartiangeordneten Schubrohre des Schubrohrsystems an ihrem vorderen Ende abwechselnd dem Fahrtstrom ausgesetzt sind und dabei 'mit Flüssigkeit aufgeladen werden, dann mit den Gaszuführdüsen und schließli::h mit den Abdeckflwchen in Deckung kommen. Nach einem zusätzlichen Vorschlag der Erfindung wird das hintere Ende der Hohlwelle, insbes. in Verbindung mit dem bzw. den Abdeeksegmenten so ausgebildet, daß sie als Schraubenpumpe wirkt und zum Beschleunigen des Füllwassers für die Schubrohre dienen kann. Die Länge der Schubrohre und die Größe und Zahl der GaszufUhrungsdUsen sowie der Abdecksegmente werden so aufeinander abgestimmt, daß bei der gegebenen Drehzahl der Gaszuführwelle das Gas am Ende der Expansiongperiode etwa den in der Umgebung der Austrittsenden der Schubrohre herrschenden Druck erreicht, oder so, daß ein vorgegebenes Expansionsverhältnis erreicht wird. Am Heck 1 des Schiffes ist eine Hohlwelle 2 axial und radiäl gelagert, die über ein Zahnradpaar 3 von dem Motor 4 angetrieben wird. Am inneren Ende ist die Hohlwelle über eine geeignete Verbindung an einen Treibgaserzeuger angeschlossen (nicht dargestellt). Am äußeren Ende ist die Hohlwelle zu zwei schmalen segmentförmigen Gaszuführdüsen 5 ausgeformt. In ihrer radiglen Erstreckung reichen diese Düsen über die sechs konzlentriseh ineinanderliegenden Kränze von Schubrohren 6. An jede Düse 5 schließt sich in Umfangsrichtung eine ebenfalls segmentförmige Abdeckfläche 7 an, die nach Art von Propellerflügeln bzw. von Flügeln einer Schraubenpumpe ausgebildet ist. Das Schubrohrsystem ist von einer Ringdüse 8 eingeschlossen, und hinter ihm ist ein Verstellruder 9 angeordnet.To avoid these disadvantages, the invention proposes, when using a propellant gas generator located in the hull and a stationary system of honeycomb-like arranged thrust tubes, to execute the propellant gas feeder provided in a manner known per se with a drive independent of the propellant gas generation as a hollow shaft arranged coaxially with the thrust tube system The end facing the thrust tube system is provided with at least one, preferably several segment-shaped gas outlet nozzles evenly distributed over the circumference and a corresponding number of segment-shaped cover surfaces. In such an embodiment, the working medium generated inside the ship (compressed air, high-pressure fuel gas or the like) is led out of the hull through a largely straight and horizontal pipeline and this pipeline is designed as a hollow shaft mounted radially and axially inside the ship and provided with a drive. At its outer end, this hollow shaft preferably carries two or more segment-shaped gas supply nozzles evenly distributed over the circumference and segment-shaped cover surfaces adjoining them in the circumferential direction, in such a way that when the shaft rotates, the individual honeycomb-arranged thrust tubes of the thrust tube system are alternately exposed to the current at their front end and are thereby charged with liquid, then with the gas supply nozzles and finally with the cover surfaces. According to an additional proposal of the invention, the rear end of the hollow shaft, especially in connection with the or the Abdeeksegmenten is designed so that it acts as a screw pump and can serve to accelerate the filling water for the thrust tubes. The length of the thrust tubes and the size and number of the gas supply nozzles and the cover segments are coordinated so that at the given speed of the gas supply shaft the gas at the end of the expansion period approximately reaches the pressure around the outlet ends of the thrust tubes, or so that a predetermined expansion ratio is achieved . At the stern 1 of the ship, a hollow shaft 2 is mounted axially and radially, which is driven by the motor 4 via a gear pair 3. At the inner end, the hollow shaft is connected to a propellant gas generator via a suitable connection (not shown). At the outer end, the hollow shaft is shaped into two narrow segment-shaped gas supply nozzles 5. In their radial extension, these nozzles extend over the six concentric rings of thrust tubes 6. Each nozzle 5 is adjoined in the circumferential direction by a likewise segment-shaped cover surface 7, which is designed in the manner of propeller blades or blades of a screw pump. The thrust tube system is enclosed by an annular nozzle 8, and an adjustable rudder 9 is arranged behind it.

Durch die segmentförmige Ausbildung der Gaszufuhrdüsen und der Abdeckflächen wird erreicht, daß sich für die bestrichene Kreisfläche auf jedem Radius gleiche Füllungs- und Überdeekungszeiten und gleiche Ladezeiten für das Auffüllen mit Flüssigkeit ergeben. Die Profilierung 10 der als Propellerflügel dienenden Abdeckfläche ist so zu wählen, daß sich bei der Betriebsbelastung bzw. Betriebsgeschwindigkeit ein stoßfreier Ein- und Austritt ergibt. Das Ruder 9 kann dabei in an sich bekannter Weise so ausgebildet werden, daß durch entsprechende Verschwenkung bei Bedarf der austretende Wasser-Gasstrahl nach vorne umgelenkt wird, um so eine Bremswirkung auf das Schiff ausüben zu können.Due to the segment-shaped design of the gas supply nozzles and the cover surfaces it is achieved that the same for the swept circular area on every radius Fill and cover times and the same charging times for topping up with liquid result. The profiling 10 of the cover surface serving as a propeller blade is to be chosen so that the operating load or operating speed a results in a smooth entry and exit. The rudder 9 can be known per se Way are designed so that the appropriate pivoting if necessary exiting water-gas jet is deflected forwards in order to have a braking effect exercise on the ship.

Claims (2)

Patentansprüche 1. Strahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem im Schiffskörper angeordneten Treibgaserzeuger, einem rotierenden und mit einem Antrieb versehenen Treibgaszuführer und einem diesem nachgeschalteten ortsfesten System von im Fahrtstrom und in Fahrtrichtung liegenden, wabenförmig angeordneten, vorne und hinten offenen Schubrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise mit einem von der Treibgaserzeugung unabhängigen Antrieb versehene Treibgaszuführer als eine gleichachsig zum Schubrohrsystem (6) angeordnete Hohlwelle (2) ausgebildet ist, an deren dem Schubrohrsystem zugekehrten Ende wenigstens eine, vorzugsweise mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte, segmentförmige Gaszuführdüsen (5) und eine entsprechende Anzahl von segmentförmigen Abdeckflächen (r7) vorgesehen sind. Claims 1. Jet propulsion for watercraft with an im Propellant gas generator arranged on the hull, one rotating and one with a drive provided propellant gas feeder and a stationary system downstream of this of honeycomb-like arranged in the front of the vehicle in the current and in the direction of travel and rear open thrust tubes, characterized in that the known per se Way provided with a propellant gas feeder that is independent of the propellant gas generation designed as a hollow shaft (2) arranged coaxially with the thrust tube system (6) is, at the end facing the thrust tube system at least one, preferably several segment-shaped gas supply nozzles (5) evenly distributed over the circumference and a corresponding number of segment-shaped cover surfaces (r7) are provided are. 2. Strahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Hohlwelle (2) insbesondere in Verbindung mit dem bzw. den Abdecksegmenten als Schraubenpumpe (10) zum Beschleunigen des Füllwassers für die Schubrohre ausgebildet ist. 3. Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schubrohre (6) und die Größe und Zahl der Gaszuführdüsen (5) und der.Abdecksegmente (7) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer gegebenen Drehzahl der Gaszuführwelle das Gas am Ende der Expansionsperiode etwa den in der Umgebung der Austrittsenden der Ausstoßrohre herrschenden Druck erreicht. 4 @+. Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schubrohre (6) und die Größe und Zahl der Gaszuführdüsen (5) und der Abdecksegmente (7) so aufeinander abgestimmt sind, daß ein vorgegebenes Expansionsverhältnis erreicht wird. 5. Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mehr als zwei Gasaustrittsdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Gaszufuhrdüsen von der Gaszufuhr absperrbar sind. 6. Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubrohrsystem düsenartig ummantelt ist (Ringdüse P). 7. Strahlantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (3/4) der Hohlwelle (2) so stark ausgebildet ist, daß. die Hohlwelle in Verbindung mit den sehraubenpumpenartig ausgebildeten Abdecksegmenten (7/10) als Hilfsantriebsschraube für das Schiff verwendbar ist.2. Jet propulsion according to claim 1, characterized in that the rear end of the hollow shaft (2) is designed in particular in connection with the cover segment or segments as a screw pump (10) for accelerating the filling water for the thrust tubes. 3. Jet propulsion according to one of claims 1 or 2, characterized in that the length of the thrust tubes (6) and the size and number of the gas supply nozzles (5) and der.Abdecksegmente (7) are coordinated so that at a given speed of the Gas supply shaft, the gas at the end of the expansion period reaches approximately the pressure prevailing in the vicinity of the outlet ends of the discharge tubes. 4 @ +. Jet propulsion according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the length of the thrust tubes (6) and the size and number of the gas supply nozzles (5) and the cover segments (7) are coordinated so that a predetermined expansion ratio is achieved. 5. Jet propulsion according to one of claims 1 to 4, with more than two gas outlet nozzles, characterized in that individual gas supply nozzles can be shut off from the gas supply. 6. Jet propulsion according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thrust tube system is coated like a nozzle (annular nozzle P). 7. Jet propulsion according to one of claims 2 to 6, characterized in that the drive (3/4) of the hollow shaft (2) is so strong that. the hollow shaft can be used as an auxiliary drive screw for the ship in conjunction with the cover segments (7/10), which are designed in the manner of a pigeon pump.
DE19671506813 1967-06-03 1967-06-03 Jet propulsion for a watercraft Expired DE1506813C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2405709A1 (en) * 1973-02-09 1974-09-12 Moteur Moderne Le UNDERWATER PULSODE DRIVE

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2405709A1 (en) * 1973-02-09 1974-09-12 Moteur Moderne Le UNDERWATER PULSODE DRIVE

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