DE921434C

DE921434C - Device for driving and controlling watercraft by expelling press water

Info

Publication number: DE921434C
Application number: DEF5727A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Fleissner; Heinrich Joerg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-03-09
Filing date: 1951-03-09
Publication date: 1956-07-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Antrieb und zur Steuerung von Wasserfahrzeugen, insbesondere Schiffen durch Ausstoßen von Preßwasser.The invention relates to a device for propelling and controlling watercraft, in particular ships by expelling press water.

Bekanntlich werden Wasserfahrzeuge, insbesondere Schiffe, mittels Schraubenpropeller, Schaufelräder u. dgl. bewegt und durch am Heck angeordnete Steuerruder gesteuert. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß sie die Anbringung von beweglichen Gliedern außerhalb des Schiffsrumpfes erfordern und diese lebenswichtigen Elemente sowohl dauernd der Beschädigung, Abnutzung und den zersetzenden Einflüssen von Seewasser, Tang, Muscheln usw. ausgesetzt als auch schwer zugänglich sind.It is known that watercraft, in particular ships, are made using screw propellers, paddle wheels and the like. Moved and controlled by rudders arranged at the stern. These arrangements have the disadvantage that they require the attachment of movable members outside the hull and this vital elements both permanent from damage, wear and tear and the corrosive influences exposed to sea water, seaweed, mussels etc. and difficult to access.

Das bekannte Verfahren, bei Schiffen mittels am Heck angeordneter Röhren Wasser eindringen zu lassen und dieses durch Erhitzen zum Zwecke des Antriebes wieder auszustoßen, arbeitet nur stoßweise und ist infolge seiner Unwirtschaftlichkeit für größere Einheiten nicht geeignet, wodurch dieses Verfahren sich auf den Spielzeugmarkt beschränken muß. Eine Steuerung bekannter Art ist dabei unerläßlich.The known method of allowing water to penetrate into ships by means of pipes arranged at the stern and to expel this again by heating for the purpose of propulsion, only works intermittently and is not suitable for larger units due to its inefficiency, which makes this method limited to the toy market. A control of a known type is essential here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schiffsantrieb zu schaffen, welcher ohne Verwendung außenliegender beweglicher Elemente eine gleichmäßig ruhige und erschütterungsfreie Fortbewegung und Lenkung von Wasserfahrzeugen gestattet, bei gleichzeitiger Erhöhung des effektiven Wirkungsgrades.The invention is based on the object of creating a ship propulsion system which is not used external moving elements an evenly calm and vibration-free locomotion and Steering of watercraft permitted, while increasing the effective efficiency.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine von üblichen Kraftmaschinen, wie Motor, Turbine u. dgl., angetriebene Pumpanlage durch Öffnungen im Schiffskörper Wasser ansaugt und dies über evtl. sich als notwendig erweisende Verteilerpreßtanks durch beiderseits am Schiffskörper vorgesehene kiemenartige Öffnungen unter erhöhtem Druck wahlweise beim Vor-According to the invention, this is achieved in that one of conventional prime movers, such as a motor, turbine and the like., driven pumping system sucks in water through openings in the hull and this via possibly itself pressure distribution tanks which prove necessary through gill-like gills provided on both sides of the hull Openings under increased pressure optionally during

wärtsfahren nach hinten, beim Rückwärtsfahren nach vorn stetig herauspreßt.drive backwards, steadily press out forwards when reversing.

Die Ansaugöffnungen sind zweckmäßig symmetrisch an beiden Seiten des Schiffsbuges (Vorderteil) unter der Wasserlinie angeordnet, was eine Minderung des Schiffswiderstandes, hervorgerufen durch den Anpreßdruck der Wassermassen, durch Verringerung der Widerstandsfläche und teilweises Aufsaugen der Widerstandsmasse, zur Folge hat.The suction openings are expediently symmetrical on both sides of the ship's bow (front part) below the waterline arranged, which a reduction in the ship's resistance, caused by the contact pressure of the water masses, by reducing the resistance area and partially absorbing the Resistance mass.

ίο Eine weitere, vorteilhafte Wirkung einer solchen Anordnung besteht darin, daß außer der Verringerung des Fahrwiderstandes ein Vorwärtssaugen des Schiffes stattfindet, was eine zusätzliche Antriebskraft zu den nachstehend erläuterten Rückstoßdüsen bedeutet. ig Das Ansaugen des zum Ausstoßen benötigten Wassers und dessen Druckerhöhung geschieht zweckmäßigerweise durch Einrichtungen bekannter Art, wie Kreiselpumpe, Kolbenpumpe u. dgl. Die Verwendung einer solchen Maschine, deren Gestehungskosten nicht so größer sind als die für bei Schiffsantrieben üblicher Art verwendeten Zwischengetriebe oder Schiffswendegetriebe, bringt den Vorteil mit sich, daß diese robuster und in Wartung und Reparatur anspruchsloser sind. Das Ausstoßen des Preßwassers und damit der eigentliche Antrieb erfolgt durch kiemenartige, beiderseits der Schiffswand unter der Wasserlinie vorteilhafterweise leicht schräg nach unten und außen angeordnete schlitzförmige Öffnungen. Querschnitt, Lage und Anzahl der die Ausstoßdüsen bildenden Schlitze resultieren aus der vorteilhaftesten Wirkung.ίο Another beneficial effect of such The arrangement consists in that, in addition to reducing the driving resistance, the ship is sucked forward takes place, which means an additional driving force to the thrust nozzles explained below. ig The suction of the water needed to expel and its pressure increase is expediently done by means of known types, such as centrifugal pumps, Piston pump and the like. The use of such a machine, the cost of which is not are greater than those more common in ship propulsion Type used intermediate gear or ship reversing gear, has the advantage that this is more robust and are less demanding in maintenance and repair. The expulsion of the press water and thus the actual propulsion takes place by gill-like, advantageously on both sides of the ship's wall below the waterline Slit-shaped openings arranged slightly obliquely downwards and outwards. Cross-section, location and the number of the slits forming the ejection nozzles result in the most advantageous effect.

Das stetig ausströmende Wasser gleitet am Schiffsrumpf entlang und verdrängt dabei teilweise den seitlich auf den Schiffskörper wirkenden Wasserdruck, wodurch eine Herabsetzung des Schiffswiderstandes, also der die Fortbewegung hemmenden Reibung, erzielt wird. Gleichzeitig wird dabei ein Ansetzen von aus dem Wasser sich bildenden Rückständen, wie Tang u. dgl., welche durch ihre rauhe Oberfläche eine Erhöhung des Reibungswiderstandes mit den damit verbundenen nachteiligen Folgen, wie Minderung der Fahrgeschwindigkeit, und größeren Kraftbedarf mit sich bringt, verhindert. Der auf das Wasser aufprallende Wasserstrahl, dessen vorteilhafteste Charakteristik wohl mehr in seiner Kontinuierlichkeit und Form als in seinem Druck liegen wird, drückt das Fahrzeug nach vorn, bei Rückwärtsfahrt durch die entgegengesetzt angeordneten Düsen nach hinten.The steadily flowing water slides along the ship's hull and partially displaces the side water pressure acting on the hull, which reduces the ship's resistance, that is, the friction that inhibits movement is achieved. At the same time, an attachment of the Residues that form in water, such as seaweed and the like, which, due to their rough surface, increase the Frictional resistance with the associated disadvantageous consequences, such as a reduction in driving speed, and greater power requirement with it, prevents. The jet of water hitting the water, its most advantageous characteristic probably more in his Continuity and form than will lie in its pressure, pushes the vehicle forward when reversing through the oppositely arranged nozzles to the rear.

Die durch die erfindungsgemäße Anordnung sich ergebenden vorteilhaften Wirkungen, wie Verringerung des Frontalquerschnittes und des damit verbundenen geringeren Fahrwiderstandes, die teilweise Aufnahme der andrückenden Wassermassen, das Sichvorwärtssaugen des Schiffes, das seitliche Abstemmen des Wasserdruckes am Schiffsumfang sowie die Verhinderung des Ansetzens von Tang u. dgl., werden wesentlich ergänzt durch den weit höheren Wirkungsgrad des durch den austretenden Wassertrahl hervorgerufenen direkten Abdrückens gegenüber dem Abdrücken durch mechanisch bewegliche Elemente, wie · Schiffsschraube, Schaufelrad u. dgl.The advantageous effects resulting from the arrangement according to the invention, such as reduction the frontal cross-section and the associated lower driving resistance, the partial inclusion the pressing water masses, the ship being sucked forward, the lateral chipping of the Water pressure on the ship's perimeter and the prevention of the build-up of seaweed and the like are essential supplemented by the far higher degree of efficiency of the direct push-off caused by the exiting water jet compared to the push-off by mechanically movable elements, such as ship propellers, paddle wheels and the like.

Zu all den genannten Vorteilen tritt noch als weiterer Vorteil hinzu, daß durch das wahlweise W^Tirkenlassen der rechts- oder linksseitig angeordneten Ausstoßdüsen ein Wenden des Schiffes möglich ist, das so weit geht, daß ein Umkehren am Ort möglich ist, ohne daß eines der bisher üblichen Steuerruder benötigt wird, welches erfindungsgemäß in Wegfall kommt. Wie schon angeführt, ist durch Benutzung der hierfür vorgesehenen Rückfahrdüsen auch ein Fahren in entgegengesetzter Richtung möglich, so daß ein mit dem erfindungsgemäßen Antrieb versehenes Wasserfahrzeug ohne mechanisches Fortbewegungsglied und ohne Steuerruder voll manövrierfähig ist und sich ruhig und erschütterungsfrei schneller bewegt, als dies andere Systeme bei gleicher Motorleistung erlauben.To all the advantages mentioned occurs add yet a further advantage is that by the optional W ^T of right- or left-side ejection nozzles irkenlassen turning of the vessel possible, going so far as reversing the place is possible without one of the hitherto customary rudder is required, which is omitted according to the invention. As already mentioned, by using the reversing nozzles provided for this purpose, it is also possible to drive in the opposite direction, so that a watercraft equipped with the drive according to the invention is fully maneuverable without a mechanical propulsion element and without a rudder and moves faster than other systems in a calm and vibration-free manner allow the same engine power.

Die Wasserführung von den Ansaugöffnungen zur Pumpe und von dieser zu den Düsenaggregaten geschieht vorteilhafterweise durch Rohrleitungen bekannter Art, in welche zum Zwecke der Steuerung Ventile, Schieber u. dgl. eingebaut sind. Ein Vergleich mit den mechanischen Elementen der üblichen Schiffsantriebe, wie Welle, Schraube, Ruder usw., ergibt, daß zweifellos Gestehungskosten, Wartung und Reparatur der genannten Rohrleitungen einen Vorteil bringen, welcher dadurch ergänzt wird, daß die Rohrleitungen einschließlich Pumpe und Düsenaggregaten im Schiffsinnern liegen und so besser zugänglich und leichter zu überwachen sind wie die Elemente üblicher Art.The water flow from the suction openings to the pump and from this to the nozzle units is advantageously done by pipelines of a known type, in which for the purpose of control Valves, slide valves and the like are installed. A comparison with the mechanical elements of the usual ship propulsion systems, like shaft, screw, rudder, etc., that undoubtedly results in prime costs, maintenance and repair of the pipelines mentioned bring an advantage which is supplemented by the fact that the pipelines including pump and nozzle units are located inside the ship and so more accessible and easier to use monitor are like the elements of the usual kind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorteil- go hafterweise in die Rohrleitung hinter die Ansaugöffnungen eine Abscheidevorrichtung, wie Gitter, Rost, Kulissen od. dgl., eingebaut, um so zur Schonung der Ventile und der Pumpe ein Eindringen größerer Gegenstände zu verhindern.In a further embodiment of the invention, it is advantageous to go into the pipeline behind the suction openings a separation device, such as grids, grate, scenes or the like. Built in, so as to protect the Valves and the pump to prevent entry of larger objects.

Zum Verhältnis Pumpe/Schiffsschraube ist zu sagen, daß die Pumpe in ihrer Wirkungsweise einem Schraubenpropeller in gekapseltem Gehäuse gleichkommt, wobei die Pumpe den Vorteil hat, daß ihre Flügel nur einseitig beaufschlagt sind, während die Schiffsschraube im Wasser wühlen muß und so einen viel größeren Kraftaufwand benötigt. Erfindungsgemäß können zwischen die Pumpe und die Düsenaggregate Preßtanks als Akkumulator dazwischengeschaltet werden, um so eine Ausgleichsreserve zwischen angesaugter und ausgestoßener Wassermenge zu schaffen. Zur Steuerung der Rohrleitungsventile ist vorteilhafterweise eine elektrische Anlage zu verwenden. Gekoppelt mit einem Druckregler ergibt diese die Möglichkeit, z.B. bei Langsamfahrt die Ärbeitsmaschine proportional zum Kraftbedarf in ihrer Leistung zu drosseln.Regarding the ratio of the pump to the propeller, it should be said that the pump works like a screw propeller in an encapsulated housing equals, the pump has the advantage that its wings only are loaded on one side, while the propeller has to dig in the water and so much greater effort required. According to the invention, between the pump and the nozzle units Press tanks are interposed as an accumulator in order to create a balance reserve between the sucked in and the amount of water expelled. To control the pipeline valves is advantageous to use an electrical system. Coupled with a pressure regulator, this results in the Possibility, e.g. when driving slowly, the work machine proportionally to the power requirement in their Throttle performance.

Die Betätigung der Ventile kann durch eine Schalttafel über die elektrische Steuereinrichtung reguliert werden. -The actuation of the valves can be done through a control panel can be regulated via the electrical control device. -

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch näher erläutert, und zwar zeigtIn the drawing, the invention is explained in more detail schematically in an exemplary embodiment, and although shows

Fig. ι eine Draufsicht aut die Antriebsanlage, Fig. 2 eine Ansicht eines Schiffes mit Anordnung der Ansaugöffnungen und Ausstoßdüsen, Fig. 3 ein Strahlungsschema,Fig. Ι a plan view of the drive system, 2 shows a view of a ship with the arrangement of the suction openings and discharge nozzles, 3 shows a radiation pattern,

Fig. 4 einen halben senkrechten Querschnitt mit Ausstoßdüse,4 shows a half vertical cross section with an ejector nozzle,

Fig. 5 eine halbe Ansicht von vorn mit Ansaugöffnung. Fig. 5 is a half view from the front with the suction opening.

Das durch die Ansaugöffnung ι einströmende Wasser wird durch den Reiniger 2 von größeren Fremdkörpern befreit und durch die Rohrleitung 3 über das Ansaugventil 4 in die Pumpe 5 angesaugt, durch welche es über die Druckventile 6 durch die Druckleitung 7 in den Preßtank 8 mit erhöhtem Druck gepumpt wird. Der Antrieb der Pumpe 5 erfolgt über Kupplung 9 durch die Kraftmaschine 10. Aus den Preßtanks 8 strömt das Wasser über die wahlweise geöffneten Düsenventile 11 in die Ausstoßdüsen 12 oder I2_a. Das Ausführungsbeispiel zeigt zur näheren Erläuterung die Steuerleitungen 13 für die Düsenventile, welche in der Schalttafel 14 vereinigt sind. Die Leitung 15 verbindet die Antriebsmaschine 10 mit der Schalttafel 14 zum Zwecke der automatischen Drosselung z. B. bei Langsamfahrt.The water flowing in through the suction opening ι is freed from larger foreign bodies by the cleaner 2 and sucked through the pipe 3 via the suction valve 4 into the pump 5, through which it is pumped via the pressure valves 6 through the pressure line 7 into the press tank 8 at increased pressure will. The pump 5 is driven via the clutch 9 by the engine 10. The water flows from the press tanks 8 via the optionally open nozzle valves 11 into the discharge nozzles 12 or I2 _a . For a more detailed explanation, the exemplary embodiment shows the control lines 13 for the nozzle valves, which are combined in the control panel 14. The line 15 connects the prime mover 10 to the control panel 14 for the purpose of automatic throttling z. B. at slow speed.

Fig. 2 zeigt die beispielsweise Anordnung der Ansaugöffnungen ι und der Ausstoßdüsen 12 sowie die Rückfahrdüse i2_a. Fig. 4 und 5 zeigen den Querschnitt der Ansaugöffnungen 1 und der Ausstoßdüsen 12 und i2₀.Fig. 2 shows the example arrangement of the suction ports ι and the discharge nozzles 12 and the Rückfahrdüse i2 _a. FIGS. 4 and 5 show the cross section of the intake ports 1 and the discharge nozzles 12 and i2 _0th

Fig. 3 läßt die Strömungsrichtung bei den Ansaugöffnungen ι am Vorderteil des Schiffes erkennen und zeigt die Strahlrichtung des aus den Ausstoßdüsen ausströmenden Wassers. Der Querschnitt der am Heck sich vereinigenden Wasserstrahlen läßt die die Fortbewegung erzeugenden Druckflächen erkennen.Fig. 3 shows the flow direction at the suction openings ι on the front part of the ship and shows the jet direction of the water flowing out of the discharge nozzles. The cross section of the stern unifying water jets reveals the pressure surfaces generating the movement.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A device for driving and controlling watercraft, in particular ships, by ejecting press water, characterized in that a pump system (5) driven by conventional engines draws in water through openings (1) in the hull and this through gill-shaped openings provided on both sides of the hull (12, I2 _O ) under increased pressure either to drive backwards forwards or forwards to drive backwards.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the suction openings (1) are arranged symmetrically on both sides of the ship's bow.

3. Drive device according to claim i, characterized in that behind the suction openings a separator, e.g. B. a grid (2) is installed.

4. Drive device according to claim 1, characterized in that a press tank (8) is interposed as an accumulator _{between the pump (5) and the discharge nozzles (12, i2 0).}

Referred publications:
U.S. Patent No. 480,533.

1 sheet of drawings

1 609 543 6.53