DE3120670A1 - "antriebseinrichtung fuer ein schiff" - Google Patents

Description

• "Antriebseinrlchtung für ein Schiff"
• Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb. Im allgemeinen werden Schiffe bisher von einer molsorisch angetriebenen Schiffsschraube angetrieben, die am Heck cles Schiffes angeordnet ist und ihm den gewünschten Schub verleiht.
• Bei der Bewegung des Schiffes wird zwangsläufig am Bug Wasser verdrängt, das in Form mehr oder weniger hoher Bugwellen beiderseite des Schiffes abläuft. Die Energie dieser Wellen geht für den Antrieb verloren.
• Weitere Energieverluste entstehen durch die von der Schiffsschraube erzeugten Heckwellen und die Wirbelverluste am Ort der Schiffsschraube selbst.
• Eine Verringerung dieser Vexiiste und damit eine entsprechende Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit ist bei kleinen Schiffen bis zu einer bestimmten maximalen größe dadurch möglich, daß man das Schiff während der lehrt durch besondere Mittel(Rumpfform und hohe PS-Leistung)mehr oder weniger weit aus dem Wasser heraushebt. Bei größeren Schiffen ist eine solche MaUnahme nicht mehr durchführbar.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung für ein Schiff zu schaffen, die gleichzeitig bewirkt, daß die vorgenannten Energieverluste erheblich reduziert werden und die auch für große Schiffe wirtschaftlich einzusetzen ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bug des Schiffes eine oder mehrere Ansaugöffnungen, im Heck des Schiffes eine oder mehrere Austrittsöffnungen, im Schiffskörper selbst ein die Ansaugöffnung mit den Austrittsöffnungen verbindender, dem Schiffskörper in Lklgsrichtung durchziehender Kanal und in diesem Kanal eine Turbinenpumpe vorgesehen sind, wobei diese Pumpe das durch die Ansaugöffnungen eintretende Wasser ansaugt und den Austrittsöffnungen unter Druck zuführt.
• Bei dieser Antriebsart wird am Bug des Schiffes kein Wasser oder praktisch kein Wasser verdrängt, sondern in die Ansaugöffnungen eingesaugt und am Heck des Schiffes wieder herausgedrUckt,so daß dem Schiff gleichzeitig ein Schub erteilt wird.
• Die Ansaugöffnungen sind selbstverständlich möglichst groß und erstrecken sich, soweit durchführbar, über die gesamte Bugfläche des Schiffes. Der Übergang von dieser Ansaugöffnung bzw. von mehreren, huber den Bug verteilten Ansaugöffnungen in den Kanal erfolgt zweckmäßig über einen Trichter, dessen Form der Fachmann entsprechend den Gesetzen der Hydrodynamik ohne weiteres ermitteln kann.
• Vorzugsweise sind auf der Steuerbordseite und auf der Backbordseite am Bug mehrere Ansaugöffnungen in je gleicher Zahl vorgesehen, die zweckmäßig wiederum in mehrere Untergruppen Ubereinander angeordneter Öffnungen unterteilt sind. Jede dieser in unterschiedlicher Höhe angeordnete Untergruppe ist wiederum in Längsrichtung des Schiffes in mehrere, über den Bug verteilte Öffnungen unterteilt.
• Vorzugsweise wird nun vorgeschlagen, daß einige oder alle-der vorgenannten Öffnungen mit steuiren Verschlußklappen versehen sind.
• Diese Verschlußklappen können nun Je nach Geschwindigkeit des Schiffes sämtlich oder nur zum Tetl geöffnet werden, wobei die Leistung der Turbine dabei ebenfalls entsprechend verändert wird Je nach der Größe des Schiffes kUJmen mehr als eine Turbine bzw.
• Kanäle angeordnet werden.
• Vorzugsweise sind im Heck zwei beiderseits der Längsmittelebene des Schiffes angeordnete, mit dem von der Turbinenpumpe ausgehenden Teil des Kanals verbundene Austrittsöffnungen vorgesehen. Diese beiderseits im Heck befindlichen Austrittsöffnungen oder auch die zu ihnen führenden Verbindungskanäle von der oder den Turbinenpumpen sind nun vorzugsweise ganz oder teilweise verschließbar. Dadurch kann wiederum, in Verbindung mit der Öffnung der Klappen am Bug des Schiffes und mit der Leistung der Turbine der Schub der Antriebseinrichtung in weitesten Grenzen verändert werden.
• Vorzugsweise ist ferner im Heck in der Längsmittelebene des Schiffes eine an den Kanal angeschlossene, wahlweise ganz oder teilweise verschließbare Austrittsöffnung mit abwärts oder schräg abwärts gerichtetem Strahl vorgesehen. Durch Verstellung der Verschlußklappen dieser Austrittsöffnung kann in gewissen Grenzen eine Trimmung des Schiffes, also ein Anheben oder Absenken des Bugs gegenüber dem Heck, erfolgen.
• Außerdem bietet die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung auch die Nöglichkeit, eine Lenkung ohne Ruder dadurch vorzuneSmenD daß am Heck zwei Austrittsöffnungen beiderseits der Längsmittelebene des Schiffes vorgesehen sind und daß durch entsprechende Ventile oder Klappen die Ströme zu diesen beiden Austrittskanäle in ihrem Verhältnis zueinander verändert werden.
• Schließlich ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, hinter der Austrittsöffnung oder den Austrittsöffnungen am Heck eine bzw. entsprechend mehrere verstellbare gekrümmte Umlenkschaufeln vorzusehen, die entweder aus dem Bereich des Strahls herausbewegt werden und damit unwirksam sind oder die in den Weg des Strahls oder der Strahlen gebracht werden und diese dann so umlenken, daß der Schub umgekehrt wird.
• Die Erfindung wird nachstehend in AusfUhrungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematisch vereinfachter Form, Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schiffes mit erfindungsgemäßer Antriebseinrichtung; Fig. 2 eine Unteransicht unter das Schiff nach Fig. 1; Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung des Bugs in Fig. 2; Fig. 4 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Bugs des in Fig. 1 dargestellten Schiffes; Fig. 5 eine vergrößerte Teildartellung des Hecks in Seitenansicht, in einer abgewandelten Ausführung mit Umlenkschaufel und Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des Hecks in Unteransicht, in einer weiteren Ausführungsform.
• Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schiffskörper 1 besitzt an seinem Bug la unterhalb der Wasserlinie eine Ansaugöffnung 2 und an seinem Heck ib eine Austrittsöffnung 5. Die Eintrittsöffnung ist durch einen sich dicht oberhalb des Kiels in Längsrichtung durch das Schiff hindurch erstreckenden Kanal 3 mit der Austrittsöffnung 5 sm Heck des Schiffes verbunden, so daß das am Bug eintretende und durch die Pfeile bei E dargestellte Wasser durch den Kanal 7, hindurch und in Richtung der Pfeile A wieder austritt.
• Der Kanal enthält etwa in seiner Mitte eine Turbinenpumpe 4, die also den vorderen Kanal teil 3a mit dem hinteren Kanalteil 3b verbindet. Diese Position kann aber auch zweckmäßigerweise sehr weit in Richtung Bug verändert werden. Der dicht oberhalb des Kiels 6 und parallel zu diesem verlaufende Kanal mündet bei dieser Ausführung also in einer einzigen Austrittsöffnung 5, die symmetrisch zur Längsmittelebene des Schiffes liegt.
• Die Lenkung des Schiffes wird bei dieser Ausführungsform durch ein am Heck angeordnetes Ruder bewirkt, das hier wegen des austretenden Wasserstrahls als Doppelruder 7, 8 ausgebildet ist, dessen Teilruder beiderseits der Austrittsöffnung 5 angeordnet sind und gemeinsam bewegt werden können.
• Bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Eintrittsöffnung 2 in zwei beiderseits der Längsmittel ebene des Schiffes angeordnete Gruppen 2' und 2" unterteilt.
• Jede dieser Gruppen umfaßt mehrere, in unterschiedlicher Höhe angeordnete Gruppen 21 22, 2 usw., die Jeweils wiederum in mehrere über die Längsrichtung des Schiffes verteilte Öffnungen mit den Indizes 8, t, u, v, w, x unterteilt sind.
• Alle diese oeffnungen sind einzeln durch Klappen verschließbar.
• Je nach Geschwindigkeit bzw. gewünschtem Schub werden nur einige bzw. zunehmend mehrere und schließlich alle Klappen geöffnet.
• Dabei wird man zweckmäßig zuerst die untersten Klappen öffnen und dann mit zunehmender Geschwindigkeit auch darüberliegende Klappen öffnen. Jedenfalls kann durch diese Vielzahl von zentral steuerbaren Klappen des beliebige Strömungsverhalten an der gesamten Ansaugöffnung im Bug des Schiffes realisiert werden.
• Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist am Heck ib des Schiffes wieder, wie bei der Ausbildung nach den Figuren 1 und 2, eine in der Längsmittelebene angeordnete einzige Austrittsöffnung 5 vorgesehen. Außerde!mzweigen hier von dem hinteren Kanalteil 3b seitliche Stichkanäle 12 und 15 ab, die Jeweils in Öffnungen 11 bzw. 14 mlirlden. Diese Kanäle können wahlweise gemeinsam oder auch alternativ durch Klappen 13 und 16 verschlossen oder freigegeben werdc!n. Dadurch kann einrselts eine Trimmung des Schiffes und andererseits eine Lenkung erfolgen.
• Flug. 5 zeigt in einer anderen Ausführungsform eine einfachere dglichkeit der Trimmung durch einen einzigen, vom hinteren Kanalteil 3b in der Nähe des Hecks nach schräg abwärts abzweigenden Stichkanal 9, der durch eine Klappe 10 verschließbar ist. In diesem Falle muß die Lenkung des Schiffes durch ein Doppelruder, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, erfolgen, das aber der Einfachheit halber in Fig0 5 fortgelassen ist.
• Am Heck befindet sich ierner hinter der Austrittsffnung 5 eine verstellbare gekrümmte Umlenkschaufel 17. In der ausgezogen dargestellten Lage wird durch diese Umlenkschaufel, die vom Inneren des Schiffes her motorisch verstellt werden kann, der austretende Wasserstrahl umgelenkt und es erfolgt eine Schubumkehr derart, daß dem Schiff eine Rückwärtsbewegung erteilt wird.
• In der gestrichelt dargestellten hochgeklappten Lage steht diese Umlenkschaufel dem austretenden Wasserstrahl nicht im Wege.

Claims (9)

1. Patentanspruche 1.
2. Antriebseinrichtung für ein Schiff, g e k e n n z e i c c = n e t d u r c h eine oder mehrere, im Bug (1a) des Schiffes befindliche Ansaugöffnungen (2), eine oder mehrere9 im Heck (1b) des Schiffes befindliche Austrittsö.ffnungen (5), einen die Ansaugöffnungen mit den Austrittsöffnungen verbindenden, den Schiffskörper in Längsrichtung durchz iehenden Kanal (3) und eine :ln diesem Kanal befindliche, das durch die Ansaugöffnungen eintretende Wasser ansaugende und den Austrittsöffnungen unter Druck zuführende Turbinenpumpe (4)0 2o Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t 2 daß mehrere Ansaugöffnungen in ge gleicher Anzahl auf der Steuerbordseite (2' ') und auf der Backbordseite (2') am Bug vorgesehen sind.
3. 3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dclß Jede der beiden Gruppen (2', 2") von Ansaugöffnungen mehrere, in unterschiedlicher Höhe angeordnete Öffnungen bzw. Untergruppen (21, 22, ...25) von Öffnungen umfaßt.
4. 4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , duß jede Untergruppe (21 22 25) mehrere in Längsrichtung des Schiffes über den Bug (ia) verteilte Öffnungen (s,t....x) umfaßt.
5. 5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, d a d u r c h j g e k e n n z e i c h n e t , daß einige oder alle Öffnungen mit steuerbaren Verschlußklappen versehen sind.
6. 6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t , daß im Heck (1b) zwei beiderseits der L§ngsmittelebene des Schiffes angeordnete, mit dem von der Turbinenpumpe (4) ausgehenden Teil des Kanals (3b) verbundene Austrittsöffnungen (11, 14) vorgesehen sind.
7. 7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiderseits im Heck (1b) befindlichen Austrittsöffnungen (11, 14) oder die zu diesen führenden VerbindungskanEle (12, 15) wahlweise ganz oder teilweise verschliejbar sind.
8. 8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Heck in der Längsmittelebene des Schiffes eine an den Kanal (3b) angeschlossene, wahlweise ganz oder teilweise verschließbare Austrittsöffnung (9 mit abwärts oder schräg abwärts gerichtetem Strahl vorgesehen ist.
9. 9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, g e k e n n -z e i c h n e t cl u r c h eine hinter der bzw. hinter jeder Austrittsöffnung (5) am Heck des Schiffes angeordnete, schwenkbare, gekrümmte Umlenkschaufel (17), die motorisch aus dem Weg des austretenden Wasserstrahls heraus geklappt bzw. zur Erzeugung einer Schubumkehr in den Weg des austretenden Strahls eingeklappt werden kann.