DE889124C

DE889124C - Schiffsantrieb durch Beschleunigung einer in einer Ausnehmung des Schiffskoerpers befindlichen Wassermenge

Info

Publication number: DE889124C
Application number: DEH7270A
Authority: DE
Inventors: München Fritz von Hummel
Original assignee: FRITZ VON HUMMEL
Current assignee: FRITZ VON HUMMEL
Priority date: 1951-01-18
Filing date: 1951-01-18
Publication date: 1953-09-07

Description

Schiffsantrieb durch Beschleunigung -einer in einer Ausnehrnung des Schiffskörpers befindlichen Wassermenge Das Patent 833 165 bezieht sich auf einen Schiffsantrieb, bei dem das gas- oder dampfförmige Treibmittel, das in Ein- und Auslaß gesteuert ist, unmittelbar zum Beschleunigen der Wassermassen für den Vortrieb dient.
Die Größe der erforderlichen, Vertriebskraft, die durch. den Schiffswiderstand gegeben ist, wird bestimmt durch die vom Antrieb in der Zeiteinheit erfaßte Wassermasse und der dieser vom Treibmittel erteilten mittleren absoluten Geschwindigkeit. Bei der Durchführung des Arbeitsverfahrens kommt es darauf an:, daß die in Form von gespanntem Treibgas zugeführte Energie in bester Weise für die Propulsion ausgenutzt wird. Maßgebend für diese Ausnutzung ist, wie oben bemerkt, die mittlere absolute Austrittsgeschwindigkeit aus dem Treibkanal, die den unvermeidlichen naturgegebenen Verlust bei der Propulsion darstellt; er wächst mit dem Quadrat dieser Austrittsgeschwindigkeit. Letztere wird bei gegebener Spannung des Treib-. mittels bestimmt durch die von der Steuerung einzustellende Füllung bzw. Größe der Expansion durch die die im gespannten Treibmittel enthaltene Energie ohne Vermehrung der Entropie, also ohne Verluste, in Arbeit umgesetzt wird.
Das Arbeitsspiel für den Antrieb vollzieht sich in zwei Phasen. In Phase I wird das im Arbeitsraum gespeicherte Wasser je nach der eingestellten Treibmittelmenge mit mehr oder weniger großer mittlerer Geschwindigkeit ausgestoßen. In Phase II wird der Arbeitsraum, der unmittelbar in der Nähe des Wassereintrittes in den Kanal liegt, mit der gleichen Wassermenge wieder aufgefüllt. Damit die bei der Speicherung (Rufladung) und Entleerung des Arbeitsraumes auftretenden Geschwindigkeitsschwankungen ohne nennenswerte- Verluste ablaufen. können, wird der Arbeitsraum, der einen wesentlich größeren Querschnitt erhält als die beiden anschließenden Querschnitte für Zu- und Abströmung, nach beiden Seiten hin mit allmählich abnehmendem Querschnitt, entsprechend einem vorteilhaften Verlauf der sich bildenden Strömungslinien, also in strömungstechnisch günstiger Form angeschlossen, so daß Stoß- und Wirbelverluste beim Arbeitsspiel vermieden werden.
Abb. i zeigt ein Zeitgeschwindigkeitsdiagramm für die Phasen I und II. Darin sind: c die absolute Geschwindigkeit des Wassers am Ende der Wirkzeit, v, die Schiffsgeschwindigkeit, cm die mittlere absolute Austrittsgeschwindigkeit, t" die Wirkzeit, t, Einströmzeit in den: Kanal, tsp die Zeit für ein Arbeitsspiel und b = clt,, die Beschleunigung der Wassermasse.
Die je nach der Menge des zugeführten Treibmittels größere oder kleinere Beschleunigung der Wassermasse drückt sich im Diagramm durch eine stärkere oder geringere Neigung der Linie olc gegen die Horizontale aus; sie bestimmt bei gegebener Wirkzeit die Größe der mittleren Austrittsgeschwindigkeit des Wassers.
Abb.2 und 3 stellen im Prinzip in: Auf- und Grundriß einen Bugantrieb mit Rückschlagorganen für das Wasser dar. Der Treibkanal i führt vom Bug am Schiffsboden entlang auf die ganze Länge bis zum Heck, gegen das hin er sich bei z- erweitern kann (strichpunktiert gezeichnet). Auch nach vorn zu kann der Kanal bis zur Ausmündung 6 am Bug düsenartig erweitert werden, um einen möglichst großen Querschnitt für die Einläßorgane 7 zu erhalten. 4 und 5 deuten Ein- und Austritt des Treibmittels in den Arbeitsraum 3 an.
Abb.4 und 5 zeigen schematisch einen Heckantrieb ohne Rückschlagorgane für das. Wasser, bei dem der Arbeitsraum unmittelbar an den Aus- und Eintrittsquerschnitt des Wassers anschließt. Die hin und her pendelnde Wassermasse wird auf das geringste Maß beschränkt und die Form des Arbeitsraumes durch allmählichen Übergang nach dem Ausfluß bzw. dem mit diesem zusammenfallenden Eintrittsquerschnitt 'nach den günstigsten. Strömungslinien für das Wasser ausgebildet.
Der Arbeitsraum 3 kann ohne weiteres über die Höhe des Wasserspiegels hinaus hochgezogen werden, insbesondere dann, wenn mit überhitztem Dampf und Kondensation gearbeitet wird.
Die Erhöhung des Unterdruckes, durch das Vakuum beschleunigt die Wiederauffüllung und macht eine größere Spielzahl möglich. Abb.6 und 7 zeigen schematisch einen Bodenantrieb, bei dem der Treibkanal nur ein kurzes Stück am Schiffsboden entlang geführt ist und das Wasser -unter denn. Boden schräg nach hinten zu austritt. Der Arbeitsraum liegt, in der Störmungsrichtung gesehen, unmittelbar vor dem Wasseraustritt. Zur besseren strömungstechnischen Führung ist er im Austrittsquerschnitt mit Leitschaufeln 8 versehen.

Claims

PATENTANSPROCHE: i. Schiffsantrieb, bei dem die Verdrängungs-und Expansionsarbeit eines gespannten: gas-oder dampfförmigen Treibmittels, dessen Ein- und Auslaß gesteuert sind, unmittelbar durch Beschleunigung einer in einer Ausnehmung des Schiffskörpers befindlichen Wassermenge den Vortrieb bewirkt, wobei das Treibmittel durch Mittel des modernen Arbeits- und Kraftmaschinenbaus (z. B. hohe Dampfüberhitzung, Turboverdichter, Gegendruckbrennkraftmaschinen usw.) unter Spannung gesetzt wird, nach Patent 833 165, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der abfließenden Wassermasse durch die Größe der je Arbeitsspiel über die Steuerung eintretenden Treibrriittelmenge geregelt wird.
2. Schiffsantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibkanal an der Eintrittsseite des Wassers einen Arbeitsraum (3) erhält, der die für die Arbeitsleistung erforderliche und von der Steuerung eingestellte Treibmittelmenge aufnimmt.
3. Schiffsantrieb nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (3) nach der Ein- und Abströmseite hin einen allmählichen Übergang nach günstigen Strömungslinien aufweist, so daß Stoß- und Wirbelverluste vermieden werden.
4. Schiffsantrieb nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (3) bei der Ausmündung Leitschaufeln (8) zwecks strömungstechnisch günstiger Führung des austretenden Wassers erhält.
5. Schiffsantrieb nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß- irr Arbeitsraum (3) zwecks rascherer Wiederauffüllung mit gesteuertemUnterdruck (Valeuurri) gearbeitet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche: Patentschriften Nr. 5 194, 39 _ 2'5z, 377 394, 388 969; schweizerische Patentschrift Nr. 24 857; österreichische Patentschrift Nr. 68 z22.