DE7105927U

DE7105927U - Antriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge

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Publication number: DE7105927U
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Publication date: 1971-11-25

Description

TEUFON 480423 UND 792417 POSTSCHECKKONTO: HANNOVER 122646 SPARKASSE LANDKREIS HANN. - AHLEM NR. 016-001075 DEUTSCHE BANK AG HANN. NR. 1/30799

Antriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug, die aus einem längs der Bewegungerichtung angeordneten Rohr und mit darin gegenüber dem Fahrzeug mit Hilfe von Kraftmaschinen mit höherer Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßenem Wasser besteht, das die Vorschubkraft bewirkt.

Bei den bekannten Antriebsvorrichtungen dieser Art wird in dps Rohr vorzugsweise ein Propeller gesetzt, der durch seine Drehung das Wasser in 3ewegung setzt, wobei die im Rohr bewegte M^sse des Wassers und die erzielte Geschwindigkeit eine bestimmte Vorschubkraft ergeben. Diese sich durch geringe Wirbelung auszeichnende Antriebsart erfordert jedoch einen komplizierten Antrieb für den Propeller, da ein platzraubendes Winkelgetriebe erforderlich ist, oder der Wesserpropeller geneigt in dem Rohr angeordnet werden muß, wodurch Strömungs- und Wirbelungsverluste entstehen.

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Es ist auch bekennt, daß am Boden des Wasserfahrzeuges auf dem Fliehkraftprinzip wirkende Pumpen mit lotrechter Drehachse das Wasser von unten her achsparallel einsaugen und am rückwärtigen Ende aes Wasserfahrzeuges herausdrücken. Diese Antriebsvorrichtung erfordert eine spezielle Anordnung der Antriebsifla3Chinen bzw. lange Wellen mit Winkelgetrieben.

Die der Erfindung zugruhdellegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, eine Antriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, die Freizügigkeit in der Anordnung der Antriebsmaschine gestattet, die zur Steuerung des Wasserfahrzeuges verwendet werden kann und für Wasserfahrzeuge aller Größenordnung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei Antriebsvorrichtungen der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß ein Hauptdüsenrohr angeordnet wird, in dem die Beschleunigung des Wassers durch einen Preßwasserstrahl hervorgerufen wird. Der Preßwesserstrahl wird durch eine im Hauptdüsenrohr angeordnete kleine Injektordüse ausgestoßen, deren nach hinten gerichtete Austrittsöffnung in der Nähe der wirksamen Querschnittsverengung des Hauptdüsenrohres angeordnet ist. Das aus beiden Düsen bestehende Antriebsaggregat arbeitet als Kraftwandler, wobei der Finspritzwasserstrahl (Presswasserstrahl) mit nohem Druck bei kleinen Wassermengen umgewandelt wird in niedrigen Druck bei großen Wassermengen. Dadurch wird Abreisen von Wasserströmungen mit Bildung von Verlustwirbeln vermieden und große Schubkraft erm öglicht. Die Preßwaseereinepritzung kann auch derart erfolgen, daß der Mantel des Hauptdüsenrohrs als Hohl-

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OtujanUut «zJteini ^ehzs Blatt - 7/ - zum Brief vom

körper ausgebildet ist, in den das Einspritzwasser gepr-eSt, durch eine oder mehrere strömuni^tpnhnisch geeignete düsenförmige Öffnungen ausgestoßen wird und durch Rückstoß die Voi-schubkraft erzeugt.

Der aus der Düse mit möglichst hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit austretende Wasserstrahl setzt das gesamte im Rohr befindliche Wasser in eine rückwärts gerichtete Bewegung, aus der sich nach dem Rückstoßprinzip eine vorwärts gerichtete A- -»kraft für das Wasserfahrzeug ergibt. Durch die c ^gemäße Anordnung wird im Rohr auf die Anordnur^ ..*-:gter und damit Wirbel erzeugender mechanischer Teile verzichtet, so daß bei strömungsgünstigem Gestalten des Rohres, der äußeren Fläche der Düse und der die Düse speisenden Leitung ein fast wirbelfreies Durchströmen des Rohres erzielt wird.

Bei sehr hohem Preßwasserdruck besteht die Möglichkeit, daß die Umwandlung auf niedrigen Druck im Hauptdüsenrohr nicht ausreicht, Wasserwirbel anregt und damit die Schubkraft herabsetzt. Hierbei ist es vorteilhaft, zusätzlich ein oder mehrere jeweils größere Düsenrohre nachzuordnen, die den Preßwasserdruck der jeweiligen ¥ordüse umwandelt in geringeren Druck mit Beschleunigung größerer Wassermassen.

Vorteilhaft ist es, die Form jeder Düse oder jedes Dösenrohres strömungstechnisch auf optimale Wirkung hin auszubilden.

Zur weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, wenn sie auch als Steuervorrichtung für das Wasserfahrzeug Verwendung finden soll wird vorgeschlagen, daS das Rohr bzw. alle Rohre gemeinsam

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Schließlich kann es zur Erhöhung der Manövrierfähigkeit des Wasserfahrzeuges zweckmäßig sein,ani Bug und

ξ am Heck des Wasserfahrzeuges je ein (oder mehrere)

Rohr (e) mit Düse anzuordnen.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden durch die Zeichnung veranschaulicht.

Es zeigen:

Pig. 1 den Gegenstand der Erfindung am Heck

eines Fahrzeuges in feststehender Lage,

Fig. 2 eine mehrfach wirkende Anordnung und

Fig. 3 eine als Antriebs- und Steuerungsvorrichtung wirkende Anordnung des Gegenstandes der Erfindung.

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um eine lotrechte Achse schwenkbar oder drehbar sind, und die die Düse speisende Leitung koaxial oder parallel zur lotrechten Achse aus dem Wasserfahrzeug heraus in cLas Rohr geführt ist. Die zu fördernde Preßwassermenge wird also zunächst durch ein das Rohr tragende Haltestück nach unten umgelenkt, um schließlich in der im Rohr befindlichen Düse zu münden. Die zur Düse führende Leitung ist an geeigneter Stelle mit einem Gelenk versehen, so daß zur Steuerung des Wasserfahrzeuges das Rohr ungehindert verschwenkt werden kann, um außer der vortreibenden Antriebskraft eine aus der Fahrtrichtung ablenkende Antriebskraft zu erzeugen. Das Rohr kann gegebenenfalls um 180° oder auch um

360 um eine lotrechte Achse schwenkbar sein, damit zum Abbremsen der Fahrbewegung des Wasserfahrzeuges oder auch zum Manöverieren in rückwärtiger Richtung das Rohr gedreht werden kann.

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In Fig. 1 wird die biXhouette des Kieles eines »asserfahr zeuge s Λ in der Seitenansicht dargestellt, an dem ein Haltestück 2 befestigt and mit einem im Wasser befindlichen Rohr 3 verbunden ist, Eine Mittelachse 4-des Rohres 3 verläuft parallel zur Längsrichtung des Wasserfahrzeuges 1* und innerhalb des Rohres 3 in der Nähe seines vorderen Endes 5 ist eine Düse 6 eingeordnet, die von einer Leitung 7 init Preßwasser gespeist wird, das von einer im Wasserfahrzeug befindlichen Pumpe (nicht dargestellt) herangeführt wird. I¹Ur die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die Lage der Pumpe für die Erzeugung des Preßwassers und der sie antreibenden Kraftmaschine ohne wesentlichen EinTluß, so daß deren Anordnung im Rumpf des Wasserfahrzeuges unabhängig von der Lage der Antriebsvorrichtung gewählt werden kann. Die Antriebsmaschine und die Pumpe können zu einer Einheit zusammengefaßt und ohne Nachteile auf die Antriebswirkung auch quer zur Längsrichtung des Rumpfes liegen. Die Ansaugstelle für das durch die Düse 6 gedrückte Wasser ist in Zusammenhang mit der Erfindung ohne Belang, sollte aber örtlich dort liegen, wo das Einströmen in eine Saugleitung durch Unterdruck nicht behindert, sondern möglichst durch Staudruck gefördert wird. Die Querschnitte der Saug- und Druckleitung können verhältnismäßig groß gewählt werden, damit Strömungsverluste klein bleiben, während sich die unmittelbar zur Düse führende Leitung 7 verengt und insbesondere die Düse 6 klein gehalten wird, damit das durch die Pumpe in hohen Druck versetzte Wasser mit großer Geschwindigkeit ausströmt. Es entfallen bei der erfindungsgemäßen übertragung der Kraft von der Antriebsmaschine auf einen Propeller oder eine ähnliche wirkende

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Einrichtung, wobei zwangsläufig Untersetzungsgetriebe, Wellen, Dichtungen u. dergl. entfallen.

Die Düse 6 wird von ihrem engsten Querschnitt aus nach hinten im Durchmesser leicht größer, damit der Wasserstrahl in die Breite geht und den Querschnitt des Rohres 3 voll bestreicht. Das Rohr 3 ist gemäß Fig. 2 u. 3 am vorderen Ende 5 mit einem größeren Durchmesser versehen als am hinteren Ende 8- damit die Wassergeschwindin;-keit im Rohr 3 zunimmt. Unmittelbar hinter dem Rohr 3 wird das Ruderblatt 9 (Fig. 1) angeordnet, so daß die aus dem Rohr 3 austretende Wassermasse direkt darauf einwirkt und die Manövrierfähigkeit, wie allgemein bekannt, erhält. Bei Verwendung eines drehbaren Rohres 3 werden zweckmäßig Rohr und Ruderblatt vereinigt.

Gemäß Fig. 2 wird hinter dem Rohr ein Rohr 10 mit größerem Durchmesser angeordnet (prinzipielle Darstellung), in das zusätzlich Wasser einströmt. Es ist denkbar, wenn auch aus Gründen des Aufwandes selten zweckmäßig, weitere Rohre mit vergrößertem Durchmesser dem Rohr 10 nachzuschalten.

Fig. 3 zeigt die Antriebsvorrichtung gleichzeitig als Steuerung. Das Haltestück 2 wird um eine lotrechte Achse 13 schwenkbar oder um 360° drehbar gelagert, und die Leitung 7 weist eine Drehgelenkstelle auf (nicht dargestellt) , wo die im Rumpf fest verlegte Druckleitung in die schwenkbare Leitung 7 übergeht.

Die Anordnung des Rohres 3 bzw. mehrerer Rohre 3 am Rumpf des Wasserfahrzeuges ist an sich beliebig. So können die erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtungen am Heck und/oder Bug des Rumpfes, aber auch unterhalb des Kieles und seitlich vom Rumpf unterhalb der Wasserlinie vorgesehen sein.

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Für den Gegenstand der Erfindung ist es ohne Belang, wie die Leitung 7 verlegt wird, um die Düse 6 zu speisen. Wesentlich ist, daß die Düse 6 innerhalb des Rohres in der Nähe seines vorderen Endes liegt. Ferner ist es für die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung nicht unbedingt erforderlich, daß das Rohr 3 zylindrisch oder sich zum hinteren Ende 8 verjüngend ausgebildet ist, sondern es kann andere für die Stomungsverhaltnxsse günstige Formen aufweisen.

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hauptdüse 3 Wasser beschleunigt wird und durch Rückstoß eine Vorschubkraft erzeugt, wobei die Beschleunigung des Wassers durch einen aus einer Injektordüse 6 austretenden Wasserstrahl erfolgt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß der Düse 3 eine oder mehrere weitere Düsen 10 nachgeordxiet sind, bei der jede vorgeordnete Düse mit höherem Druck betrieben werden kann und damit den Betrieb der Injektordüse 6 mit Hochdruckwasser ermöglicht.

3. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück (6) ähnlich einer Lavaldüse zur Austrittsöffnung hin erweitert wird·

4. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3^O) nach hinten im Durchmesser kleiner wird.

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für ein Wasserfahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß in einer Efauptdüse 3 Wasser beschleunigt wird und durch Rückstoß eine Vorschubkraft erzeugt, wobei die Beschleunigung des V/assers durch einen aus einer Injektordüse 6 austretenden Wasserstrahl erfolgt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Düse 3 eine oder mehrere weitere Düsen 10 nachgeordnet sind,bei der jede vorgeordnete Düse mit höherem Druck betrieben werden kann und damit den Betrieb der Injektordüse 6 mit Hochdruckwasser ermöglicht.

3. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück (6) ähnlich einer Lavaldüse zur Austrittsöffnung hin erweitert wird*

4. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3_T1O) nach hinten im Durchmesser kleiner wird.

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zum Brief vom

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5· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr nach hinten etwa um einen halben Querschnitt verkleinert ist.

6« Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 mit üteuea "orrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3) bzw. die Rohre (3, 10) um eine lotrechte Achse (13) schwenkbar oder drehbar sind,und die die Düse (6) speisende Leitung (7) koaxial oder parallel zur lotrechten Achse (13) aus dem Wasserfahrzeug (1) heraus in das Rohr (3) geführt ist.

7· Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß am Bug und am Heck dos Wasserfahrzeuges je ein (oder mehrere) Rohr(e_y (3, 10) mit Düse (6) angeordnet ist.

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