DE3700529A1 - Wasserstrahlantrieb fuer wasserfahrzeuge - Google Patents

Wasserstrahlantrieb fuer wasserfahrzeuge

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DE3700529A1
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Manfred Schulze
Josef Merz
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00Marine propulsion by water jets
    • 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
    • B63H11/08Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps of rotary type

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten Wasserstrahlantrieb dieser Art ist die Ansaugöffnung des Einlaufes in die Bootsschale integriert; vgl. DE-OS 20 47 067.
Eine solche Gestaltung hindert eine optimale Ausbildung des Einlaufes. Bekanntlich liegt der Einlauf im Ansauggebiet der Pumpe, d. h. im Gebiet mit niedrigen absoluten Drücken, so daß besondere Maßnahmen erforderlich sind, um Verluste zu vermeiden.
Unter der Voraussetzung, daß die axiale Zuströmgeschwindigkeit am Eintritt in das Pumpenlaufrad auch bei Höchstgeschwindigkeit, d. h. bei der Auslegungsgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges nicht erheblich über die Auslegungszuström­ geschwindigkeit anwachsen darf, um in der Pumpe eine falsche Anströmung der Schaufelprofile und damit Ablösungen der Strömung und als Folge hiervon Verluste zu vermeiden, wird der Einlauf vielfach mit einer stetigen Querschnittserweiterung als Diffusor ausgebildet, in dem die Zuströmgeschwindigkeit vom Ansaugquerschnitt (Saugmund) bis zum Eintritt in die Pumpe entsprechend verzögert wird.
Je höher die Auslegungs-Fahrtgeschwindigkeit, desto stärker muß dann die Anströmgeschwindigkeit im Diffusor auf die Aus­ legungs-Anströmgeschwindigkeit des Pumpenlaufrades verzögert werden.
Um nicht eine Ablösung der im Diffusor verzögerten Strömung von der Kanalwand und damit Verluste in Kauf nehmen zu müssen, müßte daher für eine hohe Fahrtgeschwindigkeit der Diffusor sehr lang ausgebildet werden. Damit vergrößert sich jedoch die benetzte Oberfläche und als Folge treten erneut Reibungsverluste in der Zuströmung auf.
Bei kleinen Fahrtgeschwindigkeiten müßte der Diffusor dagegen relativ kurz ausgebildet sein. Außer der erforderlichen, den Bauaufwand negativ beeinflussenden Länge des Diffusors treten weitere Nachteile bei einem Diffusor üblicher Bauart mit festen Wänden auf.
Erstens kann ein Diffusor üblicher Bauart, also mit festen Wänden nur bei einer bestimmten, der "Auslegungsfahrgeschwindigkeit", optimal arbeiten, bei allen anderen Fahrtzuständen ist dies nicht der Fall. Zweitens tritt zwangsläufig eine Drosselung der Ansaugung in allen anderen Betriebsbereichen unterhalb der "Auslegungsfahrtgeschwindigkeit" des Wasserfahrzeuges auf. Dies ist besonders beim Be­ schleunigen des Wasserfahrzeuges aus niedriger Fahrgeschwindigkeit sehr von Nachteil, da hierbei wegen des entstehenden Unterdruckes an der Saugseite des Pumpenrades Kavitation, Fördermengenverlust und damit ein Schubverlust auftritt. Wegen der auftretenden Kavitation müssen deshalb hohe Pumpendrehzahlen besonders bei den in Wasserstrahl­ antrieben eingesetzten hochbelasteten Pumpenlaufrädern bei niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten gesperrt werden, will man eine Zerstörung des Laufrades durch Kavitation vermeiden.
Um diesen Nachteil zu vermeiden ist es bekannt, die Wände des Diffusors beweglich auszuführen. Hierdurch soll der Flächenverlauf des Diffusors auf die jeweilige Geschwindigkeit mit geringstmöglichen Verlusten angepaßt werden; vgl. De-OS 25 43 873.
Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig und konnte sich daher in der Praxis nicht einführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Einlauf für einen Wasserstrahlantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne bewegliche Wandungen sich allein aufgrund der Ausbildung des Einlaufs und der aus der Fortbewegung des Wasserfahrzeuges sich ändernden Anströmrichtung des Saugmundes des Einlaufs an die jeweilige Fahr­ geschwindigkeit anpaßt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Ansaugöffnung oder Saugmund wird also durch eine zur Fahrtrichtung schräg angeordnete Begrenzung des in seiner Querschnittsform unterschiedlich zum Pumpeneinlauf ausgebildeten Einlaufes gebildet, wobei der kleinste Eintritts­ querschnitt erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß er beim ruhenden Fahrzeug einen für die Pumpensaugseite noch tragbaren Widerstand erzeugt, ohne daß an der Pumpe auch bei voller Pumpendrehzahl Kavitation auftritt. Hierbei wird die Auf­ wärtskomponente der Zugströmgeschwindigkeit entsprechend des Druckes an dieser Stelle (Höhenunterschied zum Wasserspiegel) wirksam. Durch die Möglichkeit, die Pumpe mit der Auslegungsdrehzahl und stehendem Fahrzeug zu betreiben, wird auch der höchstmögliche Schub und die höchstmögliche Beschleunigung des Fahrzeuges aus dem Stand gewährleistet.
Die Projektion des Einlaufquerschnittes in Fahrtrichtung dagegen ergibt sich aus der Auslegungsgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges und der Wasserdurchsatzmenge der Pumpe in diesem Betriebspunkt. Damit wird bei der Auslegungsgeschwindigkeit durch den Einlaufquerschnitt nur die hierzu benötigte Wassermenge geschöpft, ein schädlicher Fahrtwiderstand tritt nicht auf.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch ent­ sprechende Auslegung des dynamischen (axialen) Eintritts­ querschnittes es möglich ist, einen Rückgewinn der Ge­ schwindigkeitshöhe durch Aufstau im Einlauf in einer gewünschten Größe zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Einlaufs ermöglicht ferner, die Ansaugöffnung dem Bootsboden anzupassen, z. B. eben oder stumpfwinklig auszubilden.
Eine Anpassung der Ansaugöffnungen ist auch bei sog. Twin­ antrieben an den Boden des Wasserfahrzeuges auf einfache Weise möglich.
Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Ansaugöffnung, also die Trennung des Einlaufs von der Bootsschale, daß zwischen Einlauföffnung und Boden des Wasserfahrzeuges ein die mit Luft durchsetzte Grenzschicht des Wassers durchlassender Spalt vorgesehen ist, wodurch der Ansaugwirkungsgrad der Pumpe erhöht wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Aus­ führungsbeispiele beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen nur teilweise dargestellten Wasserstrahlantrieb nach der Erfindung mit dem angedeuteten Bootsspiegel eines zugeordneten Wasserfahrzeuges,
Fig. 1a die Projektion der Einlauföffnung des Einlaufs des Wasserstrahlantriebes nach Fig. 1,
Fig. 1b bis 1c die Querschnitte gemäß der Linien b-b, c-c, d-d und e-e in Fig. 1,
Fig. 2 bis 4 weitere Ausführungsbeispiele von Einlauf­ öffnungen als Heckansichten des Wasserstrahlantriebes nach Fig. 1,
Fig. 5 die Anströmverhältnisse der Ansaugöffnung 22 des Wasserstrahlantriebes nach Fig. 1 bei stehendem Boot,
Fig. 6 die Anströmverhältnisse der Ansaugöffnung 22 des Wasserstrahlantriebes nach Fig. 1 bei der Fahrgeschwindigkeit w,
Fig. 7 schematisch die Druckverläufe von der freien Zuströmung bis zum Pumpeneintritt des Wasserstrahlantriebes nach Fig. 1 und
Fig. 8 einen Querschnitt durch einen in ihrem wirksamen Querschnitt veränderbare Düse des Wasserstrahlantriebes gemäß Fig. 1.
Aufgabe der zu beschreibenden Vortriebseinrichtung ist es, den Vortrieb eines Wasserfahrzeuges durch den Schub eines nahe dem Heck des Wasserfahrzeuges austretenden Flüssigkeitsstrahls sicherzustellen, der aus einer unterhalb der Wasserlinie im Bereich des Wasserfahrzeuges entnommen und mit Hilfe einer Pumpe beschleunigten Wassermasse erzeugt wird. Hierzu ist die Vortriebseinrichtung als dynamischer Wasserstrahlantrieb ausgebildet, wobei das Wasser die Pumpe entgegen der Vorausfahrtrichtung des Wasserfahrzeuges durchströmt.
Von dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Wasserfahrzeuges 1 ist lediglich das Heck 2 mit seinem Bootsspiegel angedeutet.
Das im Bereich der Pfeile 12 angesaugte und über eine Pumpe 13 beschleunigte und anschließend ausgestoßene Wasser (Fig. 1) durchströmt einen Strömungskanal 14, der sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse des Wasser­ fahrzeuges erstreckt. Dieser Strömungskanal enthält die Pumpe 13 in seinem mittleren Abschnitt, in dem er leicht ausgewölbt ist, so daß die Achse des Strömungskanals in dem in Strömungsrichtung vor der Pumpe liegenden Teil, in Fig. 1 als Achse 15 auf der Saugseite dargestellt, in die Richtung der Austrittsachse 16 des Strömungskanals übergeht, der hinter der Pumpe liegt. In der normalen Be­ triebsstellung verläuft die Austrittsachse im wesentlichen horizontal entgegen der Fahrtrichtung des Bootskörpers und vorzugsweise oberhalb der Wasserlinie, während die Achse 15 des Strömungskanals auf der Saugseite geneigt ist, so daß sich die Projektion der Ansaugöffnung unterhalb der Projektion des Bootsbodens - in Fahrtrichtung gesehen - befindet; vgl. Fig. 1.
Das Ansaugen erfolgt daher in einer quasi laminaren Strömung unterhalb der unmittelbaren Grenzschicht und nicht in der turbulenten luftdurchsetzten Grenzschicht des Wasserfahrzeuges.
Der Strömungskanal 14 besteht - wie Fig. 1 zeigt - aus mehreren hintereinanderliegenden mehr oder weniger ringförmigen Abschnitten. In dem der Pumpe vorgeschalteten Teil ist ein konisch geformter Einlauf 20 vorgesehen, der sich von einer Ansaugöffnung 22 am zugeordneten Ende des Strömungskanals aus zur Pumpe 13 hin stetig erweitert und das Wasser unterhalb des Bootskörpers ansaugt. Hierzu weist der Einlauf eine Vielzahl von Querschnittsflächen auf, von denen lediglich vier in den Fig. 1b bis 1e darge­ stellt sind entsprechend den Schnittlinien b-b, c-c, d-d und e-e in Fig. 1. Vom Pumpeneinlauf bei e-e aus gesehen, verändern sich diese Querschnittsflächen entgegen der Strömungsrichtung des Wassers von einer kreisförmigen kontinuierlich und stetig in eine ellipsenähnliche Form bei b-b. Die Ansaugöffnung 22 selbst ist ebenfalls ellipsen­ förmig, ihre Projektion ist in Fig. 1a dargestellt. Die An­ saugöffnung 22 ist an der Ansaugstelle bei 12 bezogen auf ihre Achse 15 um einen Winkel α (Fig. 6) derart abgeschrägt, daß der dem Bootsspiegel 2 zugewandte Mantelabschnitt näher dem Bootsspiegel 2 liegt als der dem Bootsspiegel abge­ wandte Mantelabschnitt, vgl. Fig. 1. Stromauf vor oder in der Einlauföffnung 22 ist ein Gitter 23 eingesetzt, das die Pumpe gegen eindringende Festkörper schützt.
Im Anschluß an die Querschnittsfläche e-e, d. h. in seinem mittleren Bereich erweitert sich der Strömungskanal 14 stärker und bildet ein kegelstumpfförmiges Zwischengehäuse 24, verjüngt sich dagegen wieder im Bereich eines ortsfesten Gehäuseteiles 25 und ist in bezug auf die Achse in Längsrichtung jedoch asymmetrisch ausgebildet.
Auf der dem Gehäuseteil 25 nachgeschalteten stromab liegenden Seite endet der Strömungskanal 14 in einer in Fig. 1 nicht dargestellten Strahl-Austrittsöffnung 26.
Die im mittleren Bereich des Strömungskanals 14 vorgesehene Pumpe 13 weist einen Rotor 31 mit einem ogivalen Kopf 32 und radialen Schaufeln 33 auf, die zur Wandung des Zwischengehäuses 24 den erforderlichen Laufradspalt einhalten. Dieser Rotor ist am Ende einer auf der Ansaugachse 15 liegenden drehbaren Pumpenwelle 35 in nicht näher dargestellter Weise montiert.
An der Strahlaustrittsöffnung 26 am hinteren Ende des Wasserstrahlantriebes ist eine Düse 11 mit einem etwa recht­ eckförmigen Querschnitt vorgesehen; vgl. Fig. 8.
Diese Düse ist um eine dem Pumpenkörper 25 und der Düse 11 befindliche nur angedeutete vertikale Schwenk­ achse 50 in der Zeichenebene schwenkbar gelagert. Die Ein­ stellmittel hierzu sind der Übersicht halber nicht darge­ stellt.
Die Stirnseite der Düse 11 ist auf ihrer Oberseite kreis­ bogenförmig und auf ihrer Unterseite geradlinig abgeschrägt, wobei die Abschrägung mit der Austrittsachse 16 einen Winkel <90° einschließt, während die kreisbogenförmige Abschrägung einen Radius R 1 aufweist, dessen Ursprung in einer unterhalb der Düse liegenden Schwenkachse 18 liegt.
Auf diese Weise bildet die Düse 11 eine in Richtung des Pfeiles 16 ausgerichtete Spitze 21.
Ein aus zwei kreissektorförmigen Seitenwangen und einer kreisbogenförmigen Stirnseite bestehendes Zylinder­ schlagsegment 77 bildet eine im Querschnitt U-förmige Steuerklappe und ist auf der Schwenkachse 18 schwenkbar gelagert, deren Stirnseite mit der kreisbogenförmigen Abschrägung der Düse 11 korrespondiert, so daß beim Verschwenken der Steuerklappe 27 in Richtung des Pfeiles 28 aus der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung in die nicht gezeigte Endstellung der durch die Abschrägung begrenzte Düsenöffnungsteil stetig zunehmend abdeckbar, d. h. ver­ schließbar ist.
Der geradlinigen Abschrägung ist ebenfalls eine stetig verschwenkbare im Querschnitt ebenfalls etwa U-förmige Steuerklappe 30 zugeordnet, die gleichfalls aus kreis­ sektorförmigen Seitenwangen und einer kreisbogenförmigen Stirnseite besteht, und somit ebenfalls ein Zylinderschalen­ segment bildet, das auf einer Schwenkachse 34 schwenkbar gelagert ist, die an der Unterseite der Düse 11 stromab zur Schwenkachse 18 ortsfest angeordnet ist. Wie aus Fig. 8 sofort zu entnehmen ist, sind die Radien R und R 2 beider Steuerklappen 27, 30 unterschiedlich gewählt, was zu einer unterschiedlichen Krümmung deren Stirnseiten führt. Die Stirnseiten sind jedoch gleichsinnig gekrümmt, wobei die Schwenkachse 34 der Steuerklappe 30 innerhalb des Schwenk­ bereichs der Steuerklappe 27 liegt.
Ein nicht dargestelltes Steuergestänge ermöglicht eine stetige Verstellung der Steuerklappen 27 und 30 aus der in Fig. 8 dargestellten Schaltstellung "Vorwärtsfahrt" in jede Zwischenstellung bis zum Erreichen der Schaltstellung "Rückwärtsfahrt", wobei Sperrmittel vorgesehen sind, um die Steuerklappen in jeder Schaltstellung festlegen zu können.
Weder die Befestigung der vorstehend beschriebenen Vortriebs­ einrichtung noch der Antrieb der Pumpe sind, da nicht zur Erfindung gehörig, beschrieben noch dargestellt.
Die Auslegung der beschriebenen Querschnittsflächen des Einlaufs erfolgt derart, daß sie entgegen der Strömungsrichtung des Wassers von der Kreisform kontinuierlich in eine ellipsenähnliche Form sich ändern, daß die Einlauföffnung zur mittleren Strömungsrichtung 12 abgeschrägt ist, und daß die Projektion der Einlauföffnung 22 in Fahrtrichtung (Pfeil 3) als kleinster wirksamer Querschnitt der Einlauföffnung in Abhängigkeit der Wasserdurchsatzmenge bei der Auslegungs­ geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges und die Querschnittsfläche der Einlauföffnung als größte Querschnittsfläche in Abhängigkeit des zulässigen Pumpenwiderstandes bei ruhendem Wasserfahrzeug und höchster Pumpendrehzahl ge­ wählt sind.
Als Beispiel einer Auslegung sei die Ermittlung der Querschnittsfläche der Einlauföffnung 22 für eine Ausle­ gungsgeschwindigkeit wa (m/s) beschrieben und in den Fig. 5 bis 7 dargestellt.
Bei einem Auslegungsdurchsatz Qa (m³/s) und einer Aus­ legungs-Anströmgeschwindigkeit v 1 (m/s) der Pumpe 13 hat der Pumpeneintrittsquerschnitt F 1 (Schnitt e-e) eine Fläche von:
Im Diffusor (20) sei vom Querschnitt Fo (Schnitt c-c) bis F 1 (Schnitt e-e) die Strömungsgeschwindigkeit von der Ein­ trittsgeschwindigkeit vo auf v 1 zu verzögern. Damit ergibt sich für den Querschnitt Fo eine Fläche von:
Der niedrigste statische Druck darf an keiner Stelle in der gesamten Einlaufkonfiguration den hier herrschenden Temperatur entsprechenden Siededruck des Wassers erreichen oder unterschreiten, da sofort Kavitation auftreten würde. Aus diesem Grunde wird in der Berechnung der zulässigen Geschwindigkeiten (v 1, vo, vo′) und Druckverluste (hi, hk, hm) eine angemessene Reserve (hn) vorgesehen.
Hierbei wird für das stehende oder langsam fahrende Boot von dem Zulaufdruck (hq), für das mit Auslegungsgeschwindigkeit w fahrende Boot von dem dynamischen Zulaufdruck hw′ aus gerechnet. Dieser Zulaufdruck hw′ wird durch die Grenz­ schicht (den sogenannten Mitstrom) gegenüber dem Staudruck der unbeeinflußten Zuflußgeschwindigkeit w (w=Fahrge­ schwindigkeit des Bootes) je nach Bootskörper, Störquellen (z. B. Schutzgitter 23) und Ort der Ansaugöffnung mehr oder weniger stark reduziert.
Soll nun die Pumpe sowohl in der Beschleunigungsphase vom Stand aus als auch bei der Auslegungs-Geschwindigkeit des Bootes im gleichen Betriebspunkt im Pumpenkennfeld, d. h. bei gleichem Durchsatz Qa, gleicher Förderhöhe Hp, gleichem Wirkungsgrad η und damit mit der zur Verfügung stehenden Nennleistung P des Antriebsmotors arbeiten mit einem ge­ ringstmöglichen schädlichen Fahr-Widerstand des Einlauf­ querschnittes, so muß die Stirnfläche, also die Projektion des Einlaufquerschnittes 22 (Fig. 1a) in Fahrtrichtung den Wert Fow′ a aufweisen:
Der Winkel α der Abschrägung der Ansaugöffnung 22 gegen die Horizontale kann überschläglich nach folgender Formel ermittelt werden:
Durch den so bestimmten wirksamen dynamischen Eintritts­ querschnitt Fow′a wird die gewünschte Wassermenge aus dem befahrenen Gewässer in den Einlauf herausgeschält, die dem Auslegungddurchsatz Qa entspricht.
Die im allgemeinen jedoch nicht bekannte Grenzschicht (Mitstrom) und damit der exakte Wert von w′, die Auswirkung des Schutzgitters 23 auf die Zuströmung und die Gestaltung der Eintrittskanten der Ansaugöffnung 22 selbst beeinflußten weitgehend die Gleichmäßigkeit und Güte der Strömung im Diffusor und damit die Pumpenanströmung, eine Optimierung ist daher in Fahrversuchen durch exakte Messungen am kompletten Boot durchzuführen.
Die Konstanthaltung des Auslegungsdurchsatzes Qa und der Auslegungs-Pummpenförderhöhe Hpa, also des vorbestimmten Betriebspunktes im Pumpenkennfeld, der Strömungsver­ hältnisse in der Pumpe und damit des in diesem Betriebs­ punkt erzielbaren Pumpenwirkungsgrades muß dagegen durch eine entsprechende Steuerung des Querschnittes der Strahl­ austrittsöffnung 26 als des hierfür maßebenden Organs sichergestellt werden. Hierzu dient zum Beispiel die in Zusammenhang mit Fig. 8 beschriebene Düse mit ihren Steuer­ klappen 27 und 30, so daß der jeweilige Betriebspunkt der Pumpe sowohl bei der Auslegungsdrehzahl als auch bei wechselnden Pumpendrehzahlen in allen Fahrzuständen im gewählten Bereich der besten Wirkungsgrade verbleibt.
Ein derart gestalteter Einlauf ermöglicht die aufzuwendende Motorleistung sowohl in der Startphase für den größtmöglichen Standschub als auch bei der Auslegungsgeschwindigkeit wa für den Auslegungsschub bei gleichem Pumpenwirkungsgrad η mit geringstmöglichem schädlichen Fahrtwiderstand des dynamischen Einlaufes voll zur Verfügung zu stellen, ohne daß in der Pumpe Kavitation auftritt.
In den Fig. 2 bis 4 sind weitere Ausbildungen der Einlauf­ öffnung 22 des Einlaufs 14 dargestellt.
So ist in Fig. 2 die dem Wasserfahrzeug 1 zugewandte Be­ grenzung des Querschnittes der Einlauföffnung 22 im wesentlichen eben ausgebildet.
In Fig. 3 ist die dem Wasserfahrzeug 1 zugewandte Begrenzung 7 des Querschnitts der Einlauföffnung 22 stumpfwinklig ausge­ bildet.
In Fig. 4 ist das erfinderische Prinzip anhand eines Wasser­ fahrzeuges gezeigt, das zwei autonome Vortriebseinrichtungen besitzt. Demgemäß ist jede der Einlauföffnungen 42 und 42′ mit ihrer dem Wasserfahrzeug 2 zugewandten Be­ grenzung 10, 10′ dem Boden 5 des Wasserfahrzeuges angepaßt und beide Einlauföffnungen 42, 42′ in bezug auf den Kiel des Wasserfahrzeuges spiegelbildlich in der gleichen Wirkungsebene liegend angeordnet.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß zwischen Ein­ lauföffnung 22 bzw. 42 und Boden 5 des Wasserfahrzeuges 1 ein die Luft durchsetzte Grenzschicht des Wassers durch­ lassender Spalt 8 vorgesehen ist, was sich auf den Ansaug­ wirkungsgrad der Pumpe und damit auf die Vortriebsleistung des Wasserstrahlantriebes günstig auswirkt.

Claims (6)

1. Wasserstrahlantrieb für Wasserfahrzeuge mit in Vorausrichtung am Heck des Wasserfahrzeuges angeordnetem Strömungskanal mit einem eine Ansaugöffnung aufweisenden und als Diffusor ausgebildeten Einlauf an seinem vorderen Ende, einer dem Einlauf nachgeordneten Pumpe in seinem mittleren Bereich zum Ansaugen und Beschleunigen von Wasser sowie einer in ihrem wirksamen Querschnitt veränderbaren düsenförmigen Strahlaustrittsöffnung an seinem hinteren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen (c-c, d-d, e-e) des Einlaufs (14) sich entgegen der Strömungsrichtung des Wassers von der Kreisform kontinuierlich in eine ellipsenähnliche Form verändern, daß die Einlauföffnung (22) zur mittleren Strömungsrichtung (12) abgeschrägt (Winkel α ) ist, und daß die Projektion der Einlauföffnung (22) in Fahrtrichtung (Pfeil 3) als kleinster wirksamer Querschnitt der Einlauföffnung in Abhängigkeit der Wasserdurchsatzmenge bei der Auslegungsgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges und die Querschnittsfläche der Einlauföffnung (c-c) als größte Querschnittsfläche in Abhängigkeit des zulässigen Pumpenwiderstandes bei ruhendem Wasserfahrzeug und höchster Pumpendrehzahl gewählt sind.
2. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wasserfahr­ zeug (1) zugewandte Begrenzung des Querschnitts der Einlauföffnung (22) dem Boden (5) des Wasserfahrzeuges angepaßt ist.
3.Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wasserfahrzeug (1) zugewandte Begrenzung (6) des Querschnitts der Einlauföffnung (22) im wesentlichen eben ausgebildet ist.
4. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wasserfahrzeug (1) zugewandte Begrenzung (7) des Querschnitts der Einlauföffnung (22) stumpfwinklig ausgebildet ist.
5. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung zweier Strömungskanäle (44, 44′) mit autonomen Pumpenantrieben jede Einlauföffnung (42, 42′) mit ihrer dem Wasserfahrzeug (2) zugewandten Begrenzung (10, 10′) dem Boden (5) des Wasserfahrzeuges angepaßt ist und beide Einlauf­ öffnungen (42, 42′) in bezug auf den Kiel des Wasser­ fahrzeuges spiegelbildlich in der gleichen Wirkungsebene liegend angeordnet sind.
6. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einlauf­ öffnung (22, 42, 42′) und Boden (5) des Wasserfahr­ zeuges (1) ein die Luft durchsetzte Grenzschicht des Wassers durchlassender Spalt (8) vorgesehen ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100423988C (zh) * 2005-09-08 2008-10-08 黎观福 束流增速高稳性船舶
CN103612738A (zh) * 2013-11-01 2014-03-05 武汉船用机械有限责任公司 一种喷水推进装置和原动机的匹配方法

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