DE3518353C2 - Strahlantrieb für Schiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlantrieb für Schiffe mit einem heckseitig unter Wasser angeordneten Düsenkörper, der aus einem allgemein zylindrischen Mantelstück besteht, an dessen freien Endabschnitt koaxial zur Mittelachse ein Düsenkegel mit randseitig kreisringförmig angeordneten allgemein horizontal ausgerichteten Düsen ausgebildet ist, die mit einer motorisch betriebenen Hochdruckpumpe verbunden sind, als Zusatz zu Patent Nr. DE 34 33 810 C2.

Nach der DE 34 33 810 A1 ist es bekannt, für einen Strahlantrieb einen Ringkörper vorzusehen, der aus zwei Ringkammern besteht, die an ihren freien Randabschnitten parallel zur Mittelachse ausgerichtete düsenförmige Durchbrechungen aufweisen. Die Ringkammern umgeben einen Ansaugkanal, durch den weiteres Wasser angesaugt werden soll. Um die hierzu erforderliche Induktionswirkung zu erzielen, sind Hochdruckpumpen mit relativ großer Leistung erforderlich. In der CH-PS 447 857 ist ein Reaktionsantrieb für Wasserfahrzeuge beschrieben, bei dem in einem beidseitig offenen Düsenrohr eine Düse angeordnet ist, die in dem Düsenrohr um 180° gedreht werden kann. Der aus der Düse austretende Wasserstrahl soll das im Düsenrohr befindliche Wasser beschleunigen, wobei die aus dem Düsenrohr austretende Wassermasse dann den Reaktionsschub erzeugt. Diese Düsenanordnung ist nur für kleinere Strahlantriebe sinnvoll, da bei großen Düsenrohrdurchmessern durch Verwirbelungen im Düsenrohr hohe Energieverluste auftreten, die Hochdruckpumpen mit sehr hoher Leistung erfordern. In der DE-AS 10 13 986 ist eine axial durchströmte Kreiselmaschine für Schiffsantriebe und Pumpen beschrieben. In einem Mantelteil befinden sich Laufräder einer Pumpe, die Wasser ansaugt und aus dem Mantelteil herausdrückt. Das Mantelteil ist von einem äußeren Gehäusemantel umgeben und mittels als Leitflächen ausgebildeter Streben mit dem inneren Mantelteil verbunden. In dem Ringraum zwischen dem inneren Mantelteil und dem äußeren Gehäusemantel ist ein Sekundärpropeller angeordnet, der auch Wasser ansaugt, das aus dem düsenförmigen Endabschnitt des äußeren Gehäusemantels wieder austritt. Hierdurch sollen die Verluste des Strömungsgetriebes vermindert werden. Von Nachteil ist, daß sich die Kreiselmaschine zwangsläufig unter Wasser am Heck des Schiffes befindet, so daß bei Störungen oder für Wartungsarbeiten an der Kreiselmaschine das gesamte Schiff eingedockt werden muß. Nach der DE-OS 23 65 642 ist ein Strahlantrieb für Schiffe bekannt, bei dem Druckluft in ein Düsenrohr eingeblasen wird, die das Wasser zum Vortrieb des Schiffes aus dem Düsenrohr herausdrücken soll. Am freien Randabschnitt des Düsenrohres sind Durchbrechungen vorgesehen, durch die Abgase des Antriebsmotors zum Zweck der Geräuschdämpfung in das Wasser geleitet werden. Diese in das Wasser austretenden Abgase tragen wenn überhaupt nur geringfügig zum Vortrieb des Schiffes bei. In der DE-PS 8 07 254 wird eine Strahlantriebseinrichtung für Wasserfahrzeuge beschrieben, bei der bugseitig und heckseitig symmetrisch zur Mittelachse des Schiffes jeweils zwei Düsensätze angeordnet sind. Diese sind über Druckleitungen mit einer Druckwasserpumpe verbunden. Die Druckleitungen werden durch Ventile zu- oder abgeschaltet. In der Saugleitung ist ein Hauptventil vorgesehen. Durch Zwangskopplung der Ventile in den Druckleitungen wird erreicht, daß immer nur die Düsen für eine Fahrtrichtung geöffnet sein können. Durch Stauwirkung soll den Düsen über Beiwasserleitungen zusätzlich Wasser zugeführt werden. Die Düsen sind in Schutzschächten des Rumpfes des Schiffes angeordnet, die bei Abstellung des Antriebs vollständig nach außen abgeschlossen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Strahlantrieb der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß durch Integration von Querstrahldüsen in den Strahlantrieb die Manövrierfähigkeit des Schiffes vereinfacht und gleichzeitig die Leistungsregelung des Strahlantriebs verbessert wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die den Strahlantrieb in einer schematischen Seitenansicht im Schnitt zeigt.

Der Düsenkörper 140 ist an einem Mantelstück 141 ausgebildet, das integraler Bestandteil eines Schiffsrumpfes sein kann. Es ist auch möglich, z. B. bei Tragflächenbooten, das Mantelstück 141 an den Gleitkörpern der Tragflächenboote anzuordnen. Der Düsenkörper 140 besteht aus einem mittigen, koaxial zur Mittelachse 93 angeordneten Düsenkegel 97 und einem Ringkörper 144 mit düsenförmigen Durchbrechungen 148. Zwischen dem Mantelstück 141 und dem Ringkörper 144 ist ein Injektor 143 ausgebildet. Der Düsenkegel 97 ist mittels eines Lagerrings 104, der gleichzeitig als Dichtungseinrichtung ausgebildet werden kann, gegen den Mantel des Mantelstücks 141 gelagert. Zwischen dem Mantelstück 141 und dem Düsenkegel 97 sind kreisringförmig angeordnete Düsen 92 ausgebildet. An dem Düsenkegel 97 ist eine Nabe 101 angeformt. Der Düsenkegelschaft 94 ist in einem Schaftlager 174 gelagert, das in einem Schott 150 angeordnet ist. Mittels einer Teleskopeinrichtung 175 ist der Düsenke­ gelschaft 94 und damit der Düsenkegel 97 koaxial zur Mittelachse 93 verschieblich. Hierzu dient eine Halte- und Stelleinrichtung 171.

Der Ringkörper 144 ist mittels radial an dem Mantel­ stück 141 angeordneter Stützstege 142 von dem Mantel­ stück 141 distanziert. Mittels eines umlaufenden Trenn­ stegs 173, der Bestandteil des Schotts 150 ist, ist der Ringkörper 144 in zwei Ringkammern 146, 147 unterteilt. An den freien Randabschnitten weisen die Ringkammern 146, 147 düsenförmige Durchbrechungen 148, 149 auf. Diese düsenförmigen Durchbrechungen 148, 149 können beispielsweise durch in jeweils einem Ringschlitz angeordnete radiale Stege gebildet sein.

Im Bereich der zwischen dem Düsenkegel 97 und dem Schott 150 ausgebildeten Vorlaufkammer 116 sind in dem Schott 150 zwei Durchbrechungen 151 ausgebildet, an die jeweils eine Druckleitung 152, 153 angeschlossen ist. Die Druckleitungen 152, 153 sind mit Anschlußlei­ tungen 154, 155; 156, 157 verbunden, von denen die Anschlußleitungen 154, 155 zu den Querstrahldüsen 145 und die Anschlußleitungen 156, 157 zu der Ringkammer 147 führen. In den Druckleitungen 152, 153 sind den Anschlußleitungen 154, 155, 156, 157 zugeordnet Ventile 158, 159, 160, 161 angeordnet, die jeweils mittels eines Stellmotores 171 betätigbar sind. Durch den Düsenkegel­ schaft ist eine weitere Druckleitung 162 in den Düsen­ kegel 97 geführt und mittels Querkanälen 176 mit der Vorlaufkammer 116 verbunden.

Die Druckleitungen 152, 153, 162 sind jeweils über ein Ventil 165, 166, 167 mit einem Hochdruckpumpenblock 168 verbunden, der aus mehreren parallel geschalteten Hoch­ druckpumpen bestehen kann. Der Hochdruckpumpenblock 168 ist mit an der Rumpfaußenhaut 169 angeordneten See­ kastenventilen 170 od. dgl. verbunden. Die Ventile 165, 166, 167 weisen jeweils einen Stellmotor 172 auf.

Die Verwendung von drei Druckleitungen 152, 153, 162 ermöglicht es, bei entsprechender Einstellung der Ventile 165, 166, 167 sowie der Ventile 158, 159, 160, 161 den Düsenkörper 140 mit unterschiedlichen Wasser­ mengen zu beaufschlagen. So ist es möglich, der Vor­ laufkammer 116 entweder nur über die Druckleitung 162 oder aber nur über die Druckleitungen 152, 153 oder aber über alle drei Druckleitungen 152, 153, 162 Druck­ wasser zuzuführen. Durch entsprechende Betätigung der Ventile 160, 161 sowie 158, 159 kann ferner jeweils eine der Querstrahldüsen 145 eingeschaltet werden, wobei die Vorlaufkammer 116 oder die Ringkammer 147 ebenfalls alternativ mit Wasser beaufschlagt oder aber ohne Druckwasser bleiben kann. Der beschriebene Düsen­ körper 140 ermöglicht somit eine äußerst flexible Anpassung an die jeweils vorliegenden Einsatzbe­ dingungen. Es kann im Schiffsrumpf bzw. Mantelstück 141 auch ein besonderer Tank vorgesehen werden, der über entsprechende Ventile in der Rumpfaußenhaut 169 mit Meerwasser gefüllt werden kann. Dieser Tank kann mit den Pumpen des Hochdruckpumpenblocks 168 verbunden sein und dient dann als Zwischenbehälter, in dem evtl. im Meerwasser befindliche Eisstücke aufgelöst oder abgesondert werden.

Claims (7)

1. Strahlantrieb für Schiffe mit einem heckseitig unter Wasser angeordneten Düsenkörper, der aus einem allgemein zylindrischen Mantelstück besteht, an dessen freien Endabschnitt koaxial zur Mittelachse ein Düsenkegel mit randseitig kreisringförmig angeordneten allgemein horizontal ausgerichteten Düsen ausgebildet ist, die mit einer motorisch betriebenen Hochdruckpumpe verbunden sind, als Zusatz zu Patent Nr. DE 34 33 810 C2, dadurch gekennzeichnet, daß um das Mantelstück (141) mittels radialer Stützstege (142) gehalten im Abstand vom Mantelstück (141) unter Ausbildung eines ringförmigen Injektors (143) ein Ringkörper (144) mit Querstrahldüsen (145) angeordnet ist, der aus zwei Ringkammern (146, 147) besteht, die an ihren freien Randabschnitten parallel zur Mittelachse (93) ausgerichtete düsenförmige Durchbrechungen (148, 149) aufweisen, wobei den Düsen (92) des Düsenkegels (97), den Ringkammern (146, 147) und den Querstrahldüsen (145) einstellbar unterschiedliche Wassermengen zuführbar sind.

2. Strahlantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Düsenkegelschaft (94) in einem radial angeordneten Schott (150) teleskopisch axial ver­ stellbar gelagert ist.

3. Strahlantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Schott (150) im Bereich der zwischen dem Schott (150) und dem Düsenkegel (97) ausgebildeten Vorlaufkammer (116) zwei Durchbrechungen (151) ausgebildet sind, an die Druckleitungen (152, 153) angeschlossen sind, die jeweils mit einer Anschlußleitung (154, 155) für die Querstrahldüsen (145) und einer Anschlußleitung (156, 157) für die in Fahrtrichtung ausgerichtete Ringkam­ mer (147) verbunden ist.

4. Strahlantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in jeder Anschlußleitung (154, 155, 156, 157) ein Ventil (158, 159, 160, 161) angeordnet ist.

5. Strahlantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch den Düsenkegelschaft (94) eine weitere Druckleitung (162) geführt ist, die mittels Querkanälen (176) mit der Vorlaufkammer (116) verbun­ den ist, die mittels Anschlußleitungen (163, 164) mit der entgegengesetzt zur Fahrtrichtung angeordneten Ringkammer (146) verbunden ist.

6. Strahlantrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckleitungen (152, 153, 162) über jeweils ein Ventil (165, 166, 167) mit einem Hoch­ druckpumpenblock (168) verbunden sind, der mit an der Rumpfaußenhaut (169) angeordneten Seekastenventilen (170) od. dgl. in Verbindung steht.

7. Strahlantrieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mantelstück (141) in den Rumpf oder in Gleitkörper des Rumpfes des Schiffes integriert ist.