DE841552C - Rueckstossantrieb fuer Wasserfahrzeuge mittels einer Wassersaeule, die durch einen Kraftstoffverbrennungsvorgang ausgestossen wird - Google Patents

Description

• Rückstoßantrieb für Wasserfahrzeuge mittels einer Wassersäule, die durch einen Kraftstoffverbrennungsvorgang ausgestoßen wird Die Erfindung geht von einem bekannten Rückstoßantrieb mit einem unter Wasser entgegen der Fahrtrichtung mündenden rohrförmigen Arbeitsraum aus, bei dem die jeweils in ihm befindliche Wassermenge infolge einer in seinem oberen Teil durch einen Kraftstoffverbrennungsvorgang bewirkten Expansion ausgestoßen und hiernach jeweils eine Ergänzungswassermenge zugeführt wird. Gegenüber dem bekannten Rückstoßantrieb, bei dem außer einem Ausstoßrohr noch ein in die Fahrtrichtung weisendes Einlaßrohr vorgesehen und in beiden Rohren Steuerorgane angeordnet sind, schlägt die Erfindung grundsätzlich vor, daß der aus einem gebogenen Rohr bestehende Arbeitsraum in seinem unteren, an der Außenseite des Fahrzeugrumpfes mit einer nach rückwärts weisenden Ausstoßöffnung angeordneten Teil mit einer verschließbaren Wassereinlaßöffnung in der Wandung versehen ist. -Infolge dieser Ausbildung paßt sich der Rückstoßantrieb nach der Erfindung sowohl den Umströmungsverhältnisssen während der Fahrt als auch vor allem dem Ein- und Ausströmen des Wassers in bezug auf den rohrförmigen Arbeitsraum während des Betriebes in vorteilhafter; nur geringe Reibungsverluste verursachender und damit energiesparender Weise an.
• Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist. An dem in der Zeichnung ausschnittsweise dargestellten Rümpf eines Wasserfahrzeuges ist ein V-förmig gebogenes Rohr (1, a, 3) veranschaulicht, dessen einer Schenkel i..außenbords . unter 'dem Schiffsloden in der Längs'r'ichtung und mit seiner Mündung nach hinten weisend liegt. Der aufrechte Schenkel z des Rohres, der mit dem Schenkel i durch einen Rohrbogen 3 von verhältnismäßig gro-Bein Krümmun.gsradius verbunden ist, ist im Schiffsinnern bis über die Wasserlinie hinaus hochgeführt und trägt hier in einem Abschlußdeckel q: eine in eine Düse mündende Kraftstoffleitung 5 so-, wie ein federbelastetes Einlaßventil 6 und in einem für die Zündung des eingespritzten xraftstoffes günstigen Punkt eine elektrische Zündvorrichtung7. Der sich unter dem Schiffsboden erstreckende Teil i des Rohres ist mit einer zusätzlichen Wassereinlaßöffnung versehen, die durch eine Klappe 8 geschlossen werden kann, deren Achse quer zur Fahrtrichtung x am vorderen Ende der Klappe liegt. Die Klappe 8 steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 9, die bestrebt ist, die Klappe in die Öffnungsstellung zu schwenken, so daß sie in das Ausstoßrohr hineinragt.
• Durch die Düse des Rohres 5 wird ein Kraftstoffgemisch unter Druck in den Arbeitsraum io des Rohres eingeführt und mittels der elektrischen Zündvorrichtung 7 zur Verbrennung gebracht. Die hierbei auftretende Expansion der Verbrennungsgase hat einen erheblichen, auch auf die schlagartige Verdampfung einer gewissen Wassermenge zurückzuführenden Druckanstieg zur Folge, der die in (lern Rohr befindliche Wassermenge durch den Rohrteil i in der Richtungy ausstößt. Hierbei sind das Ventil 6 und die Klappe 8 infolge des inneren Überdruckes geschlossen. Die im Rohr befindliche \\'assermenge gibt ihre Energie beim Ausstoß unmittelbar an das Außenbordswasser ab und erzeugt hier einen Rückstoß, der das Fahrzeug vorwärtstreibt. Bei dem Expansionsvorgang mischen sich die Verbrennungsgase in heftiger Wirbelung mit der Wassersäule im Rohr a und werden beim Ausstoß größtenteils mitgerissen. Hierbei entsteht im Raum io ein Unterdruck, der den . Zutritt von Frischluft durch das sich hierbei öffnende Ventil 6 zur Folge hat. Nach Beendigung des Ausstoßvorganges strömt durch die unter der Wirkung der Feder 9 sich öffnende Klappe 8 zusätzlich Wasser in das Rohr a hinein und steigt hier bis zu einer gewissen Höhe, wobei im Raum io eine Kompression stattfindet. Nunmehr findet eine neue Kraftstoffzufuhr und die nächste Zündung des Gemisches im Raum zo statt, wobei sich der oben beschriebene Vorgang wiederholt. Es ergibt sich somit innerhalb des Rohres a ein taktmäßiges Pendeln einer Wassersäule, die bei ihrem Ausstoß aus dem Rohrteil i der, antriebserzeugenden Rückstoß zur Folge hat ünd sich danach ständig durch Zufluß frischen Wassers zusätzlich durch die sich selbsttätig öffnende Klappe 8 erneuert.
• Als Kraftstoff hat sich bisher ein Gemisch von Luft mit Wasserstoff wie auch Acetylen bewährt, doch kann die Einrichtung in grundsätzlich gleicher Weise auch mit Kraftgasen sowie . mit flüssigen Kraftstoffen unter Vorschaltung eines Vergasers betrieben werden.
• Der RückstoBantrieb nach -der Erfindung eignet sich für Wasserfahrzeuge verschiedenster Größe und Zweckbestimmung. Die jeweils erforderliche ,Gesamtleistung läßt sich einerseits durch entsprechende Bemessung des Rohres a, im weiteren Umfang aber durch eine Vervielfachung der Vorrichtungen erzielen. Dabei hat man große Freizügigkeit in :der Anordnung der einzelnen Rückstoßrohre neben- und hintereinander wie überhaupt in ihrer Verteilung über die eingetauchte Außenfläche des Fahrzeugrumpfes. Dabei kann man eine gegenseitigeAnpassung derAusstoßrohre und der Unterwasserform des Fahrzeugrumpfes zwecks Erzielung möglichst günstiger hydrodynamischer Wirkungsgrade vornehmen. So ist es beispielsweise möglich, die einzelnen Ausstoßrohre derart hintereinander anzuordnen, daß sich die Wasserklappe 8 eines Aus-. stoßrohres in dem beschleunigten Wasserstrom eines vor ihm liegenden Ausstoßrohres befindet, wodurch sich die zeitliche Reihenfolge der Ausstoßvorgänge wesentlich abkürzt und damit die Leistung der gesamten Antriebsanlage entsprechend steigern läßt. Überdies kann man bei Mehrfachanordnungen die Taktfolge der Ausstoßvorgänge in den einzelnen Antriebsvorrichtungen in zeitlicher Reihenfolge derart vorsehen, daß eine ähnliche Arbeitsweise wie bei Mehrzylindermotoren entsteht. Nach hydrodynamischem Gesichtspunkt läßt sich der Rückstoßantrieb nach der Erfindung im Einklang mit entsprechender Formgebung des Schiffskörpers derart gestalten, daß die Reibungs- und Energieverluste auf einen Mindestwert herabgedrückt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPROCHE: i. Rückstoßantrieb für Wasserfahrzeuge mit einem unter Wasser entgegen der Fahrtrichtung mündenden rohrförmigen Arbeitsraum, bei dem die jeweils in ihm befindliche Wassermenge infolge einer in seinem oberen Teil durch einen Kraftstoffverbrennungsvorgang bewirkten Expansion ausgestoßen und hiernach jeweils eine Ergänzungswassermenge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem gebogenen Rohr (1-3) bestehende Arbeitsraum in seinem unteren, an der Außenseite des Fahrzeugrumpfes mit einer nach rückwärts weisenden Ausstoßöffnung angeordneten Teil (i) mit einer verschließbaren Wassereinlaßöffnung (8) in der Wandung versehen ist. a. Rückstoßantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Wassereiblasses in der Wandung des Arbeitsrohres (1-3) eine Klappe (8) derart angeordnet ist, daß sie innerhalb des Rohres im Rhythmus der Aus= Stoßvorgänge zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung schwingen kann. 3. Rückstoßantrieb nach Anspruch a dadurch gekennzeichnet, daß die Wassereinlaßklappe (8) in dem Außenbordsteil (i) des Rohres angeordttet und unter Wirkung einer die Klappe öffnenden Feder (9) steht, wobei die Achse der Klappe quer zur Fahrtrichtung am Vorderende der Klappe angebracht ist. 4. Rückstoßantrieb nach Anspruch a oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Expansionsraum (to) des Rohres ein derart unter Federwirkung stehendes Lufteinlaßventil angeordnet ist, daß es sich bei Unterdruck im Arbeitsraum üi@itet. 5. IZückstoßantrieb nach einem der Ansprüche i bis .f, dadurch gekennzeichnet, daß :bei einem Wasserfahrzeug mehrere Einzelantriebsvorrichtungen nach hydrodynamischen Gesichtspunkten derart verteilt angeordnet sind, daß der Wassereintritt eines Teiles der Ausstoßrohre im Strom des beschleunigten Wasserausstoßes von entsprechend weiter vorn angeordneten Ausstoßrohren liegt. 6. Rückstoßantriel> nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gruppe von Einzelantriebsvorrichtungen die Arbeitsvorgänge in den einzelnen Vorrichtungen wie bei einem Mehrzylindermotor aufeinanderfolgen.