DE2052605C3 - Einrichtung zum Zuführen eines Gases an einem beidseitig offenen mit Wasser betriebenen Düsenrohr für Wasser-Vortriebsaggregate - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung turn Zuführen eines Gases an einem beidseitig offenen und mit Wasser betriebenen Düsenrohr eines nach dem Schubrohrprinzip betriebenen Wasser-Strahltriebwerkes zum Antrieb von Schwimm- und/ oder Tauchkörpern, dem ein Gas in einer ersten Beschleunigungsstufe zugeführt ist, die einen divergierenden Rohrabschnitt aufweist, auf den ein konvergierender Rohrabschnitt folgt.

Bei bekannten mit einem Gas-Wasser-Gemisch betriebenen Düsenrohren (DBP 834 205; 955 030; 1 202 170; 1 281 296) läßt sich eine Zuführung von Gas und damit eine Steigerung der Leistung nur begrenzt durchführen. Bei der Zuführung einer die Kapazität der bekannten Einrichtungen überschreitenden Gasmenge besteht insbesondere dann, wenn das Gas intermittierend an nur einer Stelle zugeführt wird, die Gefahr, daß das Gas, ohne eine weitere Beschleunigung des Waisers herbeizuführen, ohne Impulsaustausch den austrittsseitigen Rohrabschnitt durchströmt. Bei einem derartigen Betrieb ergibt sich nur eine praktisch unbedeutende Leistungssteigerung, während der vom Triebwerk erzeugte Lärm erheblich ansteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schubleistung insbesondere von Triebwerken der oben beschriebenen Art und auch von anderen, mit Pumpen betriebenen Vortriebsaggregaten (ζ. Β. nach Art einer Kort-Düse), zu steigern und die Lärmentwicklung nach Möglichkeit zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einem Wasser-Strahltriebwerk der eingangs beschriebenen Art. das mit einem Gas-Wasser-Gemisch betrieben ist, unter Beseitigung der beschriebenen Nachteile bekannter Einrichtungen dadurch gelöst, daß an das Triebwerk ein weiterer divergierender Rohrabschnitt angefügt ist, der Sprungstellen, d.h. Stellen mit plötzlicher Querschnittsvergrößerung, aufweist und der nur an diesen Sprungstellen Austrittsöffnungen hat, die in den hier senkrecht zur Düsenrohrachs« gebildeten Ringflächen angeordnet sind und durch die zusätzlich Gas mit stetigem Druck zugeführt ist.

xo An den Sprungstellen treten örtliche Überexpansionen (plötzliche Drucksprünge) auf, die eine zusätzliche Zuführung von Gas und einen wirkungsvollen Impulsaustausch des Gases mit dem Gas-Wasser-Gemisch begünstigen , wodurch eine Nachbe-

schleunigung des Gas-Wasser-Durchsatzes des Triebwerkes erreicht wird und damit eine Schubsteigerung bewirkt wird.

In analoger Ausführung und Wirkungsweise ist die beschriebene Anordnung auch an anderen Wasser-

ao Vortriebsaggregaten anwendbar, bei denen dem in einem Düsenrohr geführten Wasser mit mechanischen Mitteln (Pumpen oder Propeller) eine erste Beschleunigung erteilt ist.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung

as sind an den Sprungstellen die Gas-Austrittsöffnungen als Ringspaltdüsen ausgebildet, wodurch im Gegensatz zu Einrichtungen mit Einzeldüsen die Gemischbildung weiterhin günstig beeinflußt ist und das Triebwerk bei relativ niedriger Lärmentwicklung

3» einen erhöhten Schub liefert.

Für Anwendungen, bei denen eine sich hinter dem Triebwerk auf dem Wasser zeigende Schaumkrone nicht störend ist, kami als Gas dem Triebwerk über einen Kompressor Luft zugeführt sein.

Zur Vermeidung der durch die oben beschriebene Gemischbildung im Nachstrom entstehende Schaumkrone, insbesondere für militärtechnische Anwendungen des Triebwerkes, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Triebwerk an Stelle von Luft ein Gas zuzuführen, ' das beim Verlassen des Triebwerkes ein praktisch schaumfreies Gas-Wasser-Gemisch ergibt. Wird dem Triebwerk beispielsweise Wassei stoff zugeführt, dann verbindet sich diesei mit dem im Wasser gelösten Sauerstoff, wodurch ein schaumfreies Medium entsteht. Ein schaumfreier Nachstrom entsteht auch bei der Zugabe von Wasserdampf. Das Triebwerk ist dann so auszulegen, daß die Kondensation des Wasserdampfes und damit eine Volumenverkleinerung erst nach dem Austritt des Treibwasserstromes aus dem Triebwerk erfolgt.

Die Zugabe von Wasserstoff oder von Wasserdampf soll bei der vorliegenden Erfindung nicht unter Schutz gestellt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schematisch vereinfachter Darstellungsweise einen Längsschnitt durch ein an sich bekanntes Düsenrohr, das mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Nachbeschleunigung des Gas-Wasser-Durchsatzes versehen ist,

F i g. 2 in gleicher Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel zur F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III durch das in der F i g. 2 dargestellte Triebwerk.

Die F i g. 1 zeigt ein beidseitig offenes Düsenrohr 1, durch dessen Eintrittsöffnung Wasser in Richtung des Pfeiles I eintritt. In dem auf die Einlaß-

«_ -/,? foieenden Rohrabschnitt ist in das Düsen-STIn aS bekannter Weise (DPP 1 202170 I 296) mit Hilfe von Durchtrittsöffnung«· 3 in Richtung der Pfeile II eingeführt. Um . Zuführung von Gas im Sinne der Aufgaerreichen, sind in einem folgenden Rohrabschnitt 4 Sprungstellen 5 ausn das strömende Medium örtlichen unterworfen ist, die durch plötz-SiTDmctepränge bewirkt werden. An den bc xo flhenen Stellen bind ferner weitere Durchtntts-

•S2S5 angeordnet, durch die zusätzlich Gas zuoffaungen»SUIg₆. ^ ^^ ^ _{beschrjebenen Wir}.

' _t i'mpulsaustausch des neu zugefuhrten Gases ~ s-Wasser-Gemisch eintritt und an der rnuing7 der Einrichtung ein erhöhter Verfugung steht, der ferner gesteigert ist die an den beschriebenen Stellen auftre-Enlspannung und Volumenvergrößerung des uases die eine Verdrängung und damit Beschleuni- ao «ins des Wassers zur Folge hat. ....... ·

in der FiB 2 ist ein Ausführungsbeispiel fur ein beidseitig offenes Düsenrohr 11 gezeigt bei dem die „or der Schnittlinie III-I1I liegenden Einrichtungen bekannten Stand der Technik entsprechen und abeispielsweise entsprechend den Anordnungen nach den deutschen Patentschriften 1202170 und 1 281 296 ausgebildet sind. Dem Triebwerk ist über eine Eintrittsöffnung 12 Wasser zugeführt und über weitere Durchtrittsöffnungen 13 ein sich mit dem Wasser vermengendes Gas. An dieses bekannte Triebwerk schließt sich ab der Schnittlinie HI-III ein stufenweise divergierender Rohrabschnitt 14 an, der Sprungstellen 15 aufweist, an denen sich als Ringspaltdüsen 16 ausgebildete weitere Durchtrittsöffnungen befinden. Die Ringspaltdüsen 16 stehen in Verbindung mit Ringkammern 17, an welche Druckleitungen 18 angeschlossen sind, die zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kompressor oder Gasbehälter führen, der — wie aus der Zeichnung ersichtlich — auch zur Beaufschlagung der erstgenannten Durchtrittsöffnungen 13 dienen kann. Zur Vereinfachung der Darstellung sind etwa erforderliche Steuereinrichtungen in den Druckleitungen 18 und ihren Verzweigungen weggelassen.

Die F i g. 3, die einen Schnitt durch das Dusenrohr 11 entlang der Linie HI-III zeigt, veranschaulicht die Anordnung der Ringkammern 17 und die Lage der an den Sprungstellen in das Düsenrohr emmundenden Durchtrittsöffnungen der Ringspaltdüsen 16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Zuführen eines Gases an einem beidseitig offenen und mit Wasser betriebenen Düsenrohr eimes nach dem Schubrohrprinzip betriebenen Wasser-Strahltriebwerkes zum Antrieb von Schwimm- und/oder Tauchkörpern, dem ein Gas in einer ersten Beschleunigungsstufe zugeführt ist, die einen divergierenden Rohrabschnitt aufweist, iiuf den ein konvergierender Rohrabschnitt folgt, dadurch gekennzeichnet, daß diesem Rohrabschnitt ein weiterer divergierende«· Rohrabschnitt (4; .14) folgt, eer Sprungstellen (Js; 15), d.h. Stellen mit plötzlicher Querschnittsviirgrößening, aufweist und der nur an diesen Sprungstellen Austrittsöffnungen (6; 15) hat, die in den hier senkrecht zur Düsenrohrachse gebildeten Ringflächen angeordnet sind und durch die zusätzlich Gas mit stetigem Druck zugeführt ist,

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sprungstellen (15) die Austrittsöffnungen als Ringspaltdüsen (16) ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Gas betrieben ist, das ein schaumfreies Gas-Wasser-Gemisch bildet.