DE10044101A1 - Drive for fast watercraft - Google Patents

Drive for fast watercraft

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DE10044101A1
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Manfred Heer
Stefan Kaul
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Schottel GmbH and Co KG
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Abstract

The invention relates to a driving mechanism disposed on the hull (100) of a watercraft comprising an impeller (4) which is used for the propulsion of said watercraft. The impeller is arranged in a housing (1). The cross-section of the flow channel (26) for the impeller is enlarged. Behind the impeller, the cross-section is reduced towards the outlet (6). The cross-section of the outlet can be altered. An adjustable guiding device (2) is arranged in the inlet.

Description

Schiffsantriebe mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromo­ tor, in einer Gondel unterhalb des Schiffes und mindestens ei­ nem von diesem Motor angetriebenen Propeller außerhalb des ei­ nen Gondelendes sind vorzugsweise für Schiffsgeschwindigkeiten ab 20 Knoten mit wirtschaftlichem Vorteil einzusetzen; sie werden allgemein als PoD-Antriebe bezeichnet. In dem Geschwin­ digkeitsbereich über 20 Knoten ist jedoch mit Propellerantrie­ ben nur ein nicht optimaler Wirkungsgrad zu erzielen.Marine propulsion systems with a motor, preferably an electromo gate, in a gondola below the ship and at least one a propeller driven by this motor outside the egg Nacelle ends are preferably for ship speeds use from 20 knots with economic advantage; she are commonly referred to as PoD drives. In the speed However, the range of over 20 knots is with propeller drive ben only to achieve a less than optimal efficiency.

Häufig verwendete Schiffsantriebe mit mindestens einem Wasser­ strahl, der aus dem das Schiff umgebenden Wasser gebildet wird, im Schiff mit Energie angereichert wird und als energie­ reicher Wasserstrahl das Schiff verläßt, um dieses anzutrei­ ben, sind in Geschwindigkeitsbereichen über 35 Knoten effi­ zient einzusetzen.Frequently used ship propulsion systems with at least one water jet formed from the water surrounding the ship is enriched with energy in the ship and as energy abundant jet of water leaves the ship to touch it ben are effi in speeds over 35 knots to be used appropriately.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schiffsan­ trieb aufzuzeigen, der besonders vorteilhaft im Geschwindig­ keitsbereich von etwa 25 bis etwa 30 Knoten vorteilhaft ein­ setzbar ist.The object of the present invention is to provide a ship urged to show that particularly advantageous in speed range from about 25 to about 30 knots is settable.

Der Antrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die An­ sprüche gekennzeichnet. Der erfindungsgemäße Antrieb kann als Staumanteltriebwerk bezeichnet werden. Bei dieser erfindungs­ gemäßen Antriebsform ist eine ummantelte Axialstufe mit Rotor außerhalb des Schiffes angeordnet und, mit dem Schiff in geeig­ neter Weise fest verbunden. Sie zeichnet sich durch kompakte Bauweise und einen hohen Wirkungsgrad bei höheren Geschwindig­ keiten aus. Die Bauart der Strömungsmaschine eignet sich be­ sonders auch für die Umsetzung als steuerbarer Antrieb.The drive according to the present invention is by the An sayings marked. The drive according to the invention can be used as Reservoir engine are referred to. In this invention The current drive form is a coated axial stage with a rotor arranged outside the ship and, with the ship in proper firmly connected. It is characterized by compact  Construction and high efficiency at higher speeds out. The design of the turbomachine is suitable especially for implementation as a controllable drive.

Es handelt sich um eine Axialpumpe bestehend aus Laufrad (auch Impeller genannt) und Leitrad. Diese Axialstufe ist mit einer Verzögerungsdüse ummantelt. Das Problem bei hohen Geschwindig­ keiten und niedrigen Tauchtiefen ist die extreme Kavitations­ gefährdung von hochbelasteten Propellern. Beim erfindungsgemä­ ßen Triebwerk wird im Düseneintritt Strömung aufgestaut, prak­ tisch das Druckniveau extrem erhöht, um die Unterschreitung des Dampfdrucks weitestgehend zu unterbinden.It is an axial pump consisting of an impeller (also Called impeller) and idler. This axial stage is with a Sheathed delay nozzle. The problem at high speed and deep diving depth is the extreme cavitation endangering highly loaded propellers. When according to the invention The engine is blocked in the jet inlet, practically table the pressure level increased extremely to fall below of the vapor pressure as far as possible.

Das bedeutet, dass die vorteilhafterweise durch die Formgebung der Düse (Wölbung) und/oder die Querschnittsverteilung bis zum Laufrad hin verzögert wird. Es kann von einem Eintrittsdiffu­ sor gesprochen werden. Das anschließende Leitrad lenkt die tan­ gentialen Geschwindigkeitsanteile des Laufradstrahles um (Ent­ drallung). Im weiteren Düsenverlauf wird die Strömung auf die Austrittsgeschwindigkeit beschleunigt, die u. a. die Höhe der Ein­ satzgeschwindigkeit des Systems bestimmt.That means that the shape is advantageous the nozzle (curvature) and / or the cross-sectional distribution up to Impeller is decelerated. It can be from an entry diff sor be spoken. The subsequent idler directs the tan potential velocity components of the impeller jet around (Ent drallung). In the further course of the nozzle, the flow on the Speed of exit accelerated, which u. a. the amount of a set speed of the system.

Für die Dimensionierung des Systems wird die Laufradgröße von den geforderten Leistungsdaten und den Kavitationsbedingungen bestimmt. Bei gleichem Schub muß ein kleineres Laufrad eine größere Drehzahl haben, welche jedoch durch den gegebenen Zu­ laufdruck begrenzt ist. Dadurch wird auch der Minimaldurch­ messer des Laufrades gegeben. Der Laufraddurchmesser bestimmt die Hauptabmessungen des Triebwerkes und diese wiederum sind neben der Form bestimmend für den Widerstand des Antriebes, um den die Vortriebskraft vermindert wird. For the dimensioning of the system, the impeller size is from the required performance data and the cavitation conditions certainly. With the same thrust, a smaller impeller must be one have higher speed, which, however, due to the given Zu running pressure is limited. This also means the minimum through given the knife of the impeller. The impeller diameter determines the main dimensions of the engine and these are in turn in addition to the shape determining the resistance of the drive, um the propulsive force is reduced.  

Das notwendige Nabenverhältnis von mindestens 0,5 führt dazu, dass in der Nabe ein Elektromotor verwendet werden kann. Die­ ser sollte dabei eine große Leistungsdichte besitzen, was bei­ spielsweise durch einen permanenterregten Synchronmotor in Longitudinalflußbauweise verwirklicht werden kann. Die im Mo­ tor entstehende Verlustwärme kann direkt über die Nabenober­ fläche ins Wasser abgegeben werden, wobei eine Bauweise mit eingeschrumpftem Motor sehr vorteilhaft ist.The necessary hub ratio of at least 0.5 leads to that an electric motor can be used in the hub. the ser should have a high power density, which at for example by a permanent magnet synchronous motor in Longitudinal river construction can be realized. The in the Mo The resulting heat loss can be generated directly via the hub top surface are released into the water, whereby a construction with shrunk motor is very advantageous.

Von besonderer Problematik ist die Kennlinie unter Berücksich­ tigung folgender Kriterien.The characteristic curve under consideration is particularly problematic following criteria.

Schmales Gebiet optimalen Wirkungsgrades, starker Abfall des Wirkungsgrades außerhalb des Betriebspunktes;
Anfahren ist bei großen Einheiten praktisch nicht mög­ lich, weil der erforderliche Staudruck und/oder der Schub fehlt. Bei konventionellen Waterjets wird das Problem da­ durch gelöst, dass die eigentlichen Antriebe durch klei­ nere Antriebe zum Anfahren ergänzt werden.Narrow area of optimal efficiency, sharp drop in efficiency outside the operating point;
Moving off is practically not possible with large units because the required dynamic pressure and / or the thrust is missing. With conventional waterjets, the problem is solved by the fact that the actual drives are supplemented by smaller drives for starting.

Bei Anwendungen mit variablem Fahrregime, wie unterschiedliche Beladungszustände und/oder unterschiedliche Fahrgeschwindig­ keiten, kommt es beim Propeller zu anderen Anströmwinkeln am Blatt und zu Verschiebungen im Freifahrtdiagramm in der Regel zu ungünstigeren Wirkungsgraden. Bei der Pumpe führt das zu Verschiebungen des Arbeitspunktes. Die sogenannte Drosselkurve ist die Kennlinie der Pumpe. Mit zunehmendem Volumenstrom (Durchsatz) sinkt die spezifische Stutzenarbeit (Förderhöhe). Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt der Widerstand des anzutreibenden Schiffes zu. Die Austrittsgeschwindigkeit muß ebenfalls zunehmen. Die Verschiebung des Pumpenarbeitspunktes wirkt damit dem Bedarf entgegen. For applications with variable driving regimes, such as different ones Load conditions and / or different driving speeds the propeller has different angles of attack Sheet and to shifts in the free travel diagram usually to less favorable efficiencies. This leads to the pump Shifts in the working point. The so-called throttle curve is the characteristic of the pump. With increasing volume flow (Throughput) the specific nozzle work (head) drops. With increasing driving speed, the resistance of the to be driven ship. The exit speed must also increase. The shift of the pump operating point thus counteracts the need.  

Wichtig ist in der Betrachtung des Problems die Umsetzung der gesamten spezifischen Stutzenarbeit in Vortriebsschub. Die Fahrgeschwindigkeit liefert dabei eine zusätzliche Druckhöhe, die sich mit der Förderhöhe der Pumpe superpositioniert. Durcch entsprechende Gestaltung des Eintritts (Ansaugbereich) soll ein möglichst hoher Anteil dieser "Geschwindigkeitsdruck­ höhe" zurückgewonnen werden.When considering the problem, it is important to implement the total specific nozzle work in advance. The Driving speed provides an additional pressure head, that positions itself super with the delivery head of the pump. Appropriate design of the inlet (suction area) the highest possible proportion of this "speed pressure height "can be recovered.

Um über den gesamten Geschwindigkeits- und Belastungsbereich eines Schiffes einen optimalen Wirkungsgrad zu erhalten, ist es erforderlich, die Kennlinie der Pumpe anzupassen, indem der Austrittsquerschnitt jeweils den geschwindigkeitsabhängig un­ terschiedlichen Druckhöhen angepaßt wird.To cover the entire speed and load range to maintain an optimal efficiency of a ship it is necessary to adjust the pump characteristic by using the Outlet cross-section each speed-dependent different pressure levels is adjusted.

Die Gestaltung des Einlaufs bei konventionellen Wasserstrahl­ antrieben (im Rumpf integriert) führt zu Problemen hinsicht­ lich der Umlenkungen und dem Vorhandensein einer Antriebswelle im Saugkanal. Ablösungen und Kavitation sind die Folgen, die insbesondere beim Anfahren und Beschleunigen zu Vibrationen, Geräuschen und Schubabfall führen. Es ist üblich, diese beim Anfahren wichtigen Bereiche der Kennlinie zu sperren.The design of the inlet with conventional water jet propulsion (integrated in the fuselage) leads to problems Lich the deflections and the presence of a drive shaft in the suction channel. Detachments and cavitation are the consequences especially when starting and accelerating to vibrations, Cause noise and thrust drop. It is common to do this when Approach to lock important areas of the characteristic.

Im Falle des erfindungsgemäßen Antriebes ist eine weitgehend freie Zuströmung realisiert.In the case of the drive according to the invention, one is largely free inflow realized.

Die konventionellen Waterjets saugen aus der Grenzschicht an. Der erfindungsgemäße Antrieb kann grundsätzlich tiefer posi­ tioniert werden, um eine höhere Geschwindigkeitshöhe verarbei­ ten zu können. Mehr Bauteile und größere Oberflächen bedeuten allerdings auch einen höheren Widerstand, was insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten zu Buche schlägt. The conventional waterjets suck in from the boundary layer. The drive according to the invention can fundamentally lower posi be processed to a higher speed to be able to. More components and larger surfaces mean but also a higher resistance, which is particularly the case with higher speeds.  

Durch verstellbare Schaufeln des Laufrades und/oder Leitrades sowie einer Vordralleinrichtung mit verstellbaren Schaufeln kann die Kennlinie des Systems verändert werden. Eine Vor­ dralleinrichtung macht nur Sinn, wenn gleichzeitig eine ver­ stellbare Düsenaustrittsfläche vorgesehen wird.By adjustable blades of the impeller and / or stator as well as a pre-twist device with adjustable blades the characteristic curve of the system can be changed. A before swirl device only makes sense if a ver adjustable nozzle exit surface is provided.

Durch mehrstufige Systeme mitgegenläufigen Laufrädern wird die spezifische Stutzenarbeit und damit die Belastung auf meh­ rere Stufen aufgeteilt. Damit erhöht sich die Kavitationssi­ cherheit, weil die einzelne Stufe weniger belastet ist. Der Restdrall wird bereits in der zweiten Stufe durch Gegenlauf nahezu vollständig abgebaut sein. Das verlustbehaftete Leitrad wird in diesem Fall nicht benötigt.Through multi-stage systems with opposing impellers the specific nozzle work and thus the load on meh divided stages. This increases the cavitation si safety because the individual stage is less stressed. The Residual twist is already counter-rotating in the second stage be almost completely degraded. The lossy idler is not required in this case.

Es bieten sich verschiedene Konzepte an, den Elektromotor zu integrieren. Er kann derart gestaltet sein, dass das Außenteil des E-Motors hier den umlaufenden Rotor darstellt, der mit ei­ nem Laufrad verbunden ist. Das Innenteil des E-Motors steht fest (Stator des E-Motors) und ist die Achse, auf dem der Ro­ tor gelagert ist (Wälzlager, Gleitlager). Diese Achse kann vor und nach dem Rotor mit der Düse (dem Düseninnenmantel) über strömungsgünstig geformte Streben verbunden werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, diese Streben als Leiteinrichtungen (Vorleit- und Leitrad) zu gestalten, um Strömungsverluste zu minimieren.There are various concepts for closing the electric motor integrate. It can be designed such that the outer part of the electric motor here represents the rotating rotor, which with egg connected to the impeller. The inner part of the electric motor is standing fixed (stator of the electric motor) and is the axis on which the Ro is supported (roller bearings, plain bearings). This axis can be and after the rotor with the nozzle (the nozzle inner jacket) over aerodynamically shaped struts are connected. Especially It is advantageous to use these struts as guidance devices (Vorleit- and Leitrad) to design to flow losses minimize.

Der Elektromotor kann aber auch so integriert sein, dass sein Außenteil steht (Stator, wie üblich) und das Innenteil (Rotor) sich dreht. Der Stator wird wieder über Streben mit dem An­ trieb verbunden, die vorteilhafterweise das Leitrad darstel­ len. Das Laufrad ist mit dem Rotor verbunden und kann sich über den Stator erstrecken, so dass der Motor länger bauen kann. Die Lagerung kann derart gestaltet sein, dass sie sich vollständig hinter oder vor dem Laufrad befindet (fliegende Lagerung) oder dass das Laufrad vor und hinter dem Laufrad ge­ lagert ist (Gabellagerung).The electric motor can also be integrated in such a way that Outer part stands (stator, as usual) and the inner part (rotor) turns. The stator is again striving with the on connected connected, which advantageously represent the idler len. The impeller is connected to the rotor and can  extend over the stator so that the motor build longer can. The storage can be designed so that it completely behind or in front of the impeller (flying Storage) or that the impeller is in front of and behind the impeller is stored (fork storage).

Die elektrische Energie, Signale und Kühlmedien können in den Flügeln (hohl) eines Leitrades zugeführt werden.The electrical energy, signals and cooling media can be in the Wings (hollow) of a stator are fed.

Die Verstelleinrichtung der Leitflügel kann derart sein, dass der Leitflügel mehrteilig ist mit feststehenden Teilen und ei­ nem oder mehreren beweglichen Teilen. Die Kraftübertragung (Schub, Torsionsmoment) würde dann über die feststehenden Tei­ le erfolgen und die Lagerung der zu verstellenden Teile nicht belasten.The adjusting device of the guide vanes can be such that the guide wing is multi-part with fixed parts and egg nem or more moving parts. The power transmission (Thrust, torsional moment) would then over the fixed Tei le done and the storage of the parts to be adjusted not strain.

Da der Düsenaußenmantel zur Minimierung des Widerstandes dünn gehalten werden sollte, kann die Verstelleinrichtung der Leit­ flügel in die Nabe verlegt werden, wo ausreichend Platz be­ steht. Die Verstellung kann über Hebel hydraulisch, pneumatich oder elektrisch erfolgen. Die Zuführung der notwendigen Ener­ gie kann innerhalb der Leitflügel erfolgen.Because the nozzle outer jacket is thin to minimize resistance should be held, the adjusting device of the guide wings in the hub where there is sufficient space stands. The adjustment can be made hydraulically or pneumatically using levers or done electrically. The supply of the necessary energy gie can take place within the guide wing.

Die Verstellung der Düse kann vorteilhaft derart gelöst wer­ den, dass aus der Nabenkontur ein Profilkörper axial in seiner Position derart verstellt wird, dass sich der Düsenaustritts­ querschnitt verändert. Eine Teleskopverkleidung verhindert da­ bei eine Ablösung oder Wirbel der Strömung.The adjustment of the nozzle can advantageously be solved in this way that from the hub contour a profile body axially in its Position is adjusted so that the nozzle outlet cross section changed. A telescopic cover prevents there in the event of a detachment or vortex of the flow.

Eine Steuerung durch Ablenkung des Schubes an einer Platte im Düsenaustritt ist einfach aber bei kleinen Relativgeschwin­ digkeiten nicht sehr wirkungsvoll. Das Schwenken des Düsenaustritts ist nahezu gleichbedeutend mit dem Richten des Ge­ samtschubes. Das Schwenken des gesamten Antriebes ist für niedrige Geschwindigkeiten die beste Lösung. Zum Kurshalten bei höheren Geschwindigkeiten ist eine eingeschränkte Schwenk­ barkeit des Gesamtantriebes, kombiniert mit Zusatzflaps (die am Antrieb befestigt sind und durch ihre Schwenkbarkeit ein Steuern bei kleinen Winkeln ermöglichen, ohne den Antrieb zu schwenken), einseitig kontrolliertem Strömungsabriß (Einbrin­ gung von Luft oder elektromagnetischer Energie) oder einfacher Düsenklappe eine Lösung.A control by deflecting the thrust on a plate in the Nozzle exit is simple but at low relative speeds not very effective. The swiveling of the nozzle outlet  is almost synonymous with straightening the Ge samtschubes. The swiveling of the entire drive is for low speeds the best solution. For course keeping at higher speeds there is a limited swivel Availability of the overall drive, combined with additional flaps (the are attached to the drive and due to their pivotability Allow control at small angles without closing the drive swing), one-sided controlled stall (Einbrin air or electromagnetic energy) or simpler Nozzle flap a solution.

Zur Reduzierung des Zusatzwiderstandes des Antriebs selbst muß eine Formoptimierung erfolgen. Weiterhin ist das Einbringen von Luft zur Reduzierung der Oberflächenreibung am Außenmantel eine Möglichkeit.To reduce the additional resistance of the drive itself shape optimization. Furthermore, the introduction of air to reduce surface friction on the outer jacket a possibility.

Zusammenfassend kann ausgeführt werden, dass der erfindungsge­ mäße Schiffsantrieb aus einer außerhalb des Rumpfes angeordne­ ten Antriebseinheit besteht, die sich aus einer Gondel mit in­ tegriertem Motor, vorzugsweise Elektromotor, bildet, der ein bzw. mehrere nacheinander geschaltete Laufräder (Pumpenlaufrä­ der) in gleich- oder gegenläufiger Drehrichtung direkt an­ treibt, wobei nach, vor oder zwischen dem Laufrad oder den Laufrädern ein Leitrad angeordnet ist sowie Laufrad und Leit­ räder durch eine Düse ummantelt sind, deren Querschnitt sich vom Eintritt bis zur Ebene des ersten Laufrades stetig erwei­ tert und sich anschließend auf einen einstellbaren Querschnitt verändert, die zusammen mit einem einstellbaren Vorleitrad im Ansaugteil eine dynamische Kennlinie ermöglicht, die eine An­ passung an die unterschiedlichsten Betriebsbedingungen ermög­ licht. In summary, it can be stated that the fiction moderate ship propulsion from an outside of the hull th drive unit consists of a nacelle with in integrated motor, preferably an electric motor, which forms a or several successively connected impellers (pump impellers der) directly in the same or opposite direction of rotation drives, being after, in front of or between the impeller or the Impellers a stator is arranged as well as impeller and guide wheels are covered by a nozzle, the cross section of which from the entrance to the level of the first impeller tert and then to an adjustable cross section changed, which together with an adjustable impeller in Intake part enables a dynamic characteristic curve, the An fit to the most varied of operating conditions light.  

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind
The main advantages of the invention are

  • - höherer Wirkungsgrad als herkömmliche Populsoren,- higher efficiency than conventional populsors,
  • - Leistungsdichte, da die strömungsgeometrisch erforderliche große Nabe einen Motor großen Drehmoment es ermöglicht,- Power density, as the flow geometrically required big hub a motor allows great torque
  • - niedrigere Druckimpulse als ein Propellersystem, da der Impulserzeuger durch die Düse gekapselt ist,- Lower pressure pulses than a propeller system, because of the Pulse generator is encapsulated by the nozzle,
  • - kompakte Bauweise, geringer Durchmesser,- compact design, small diameter,
  • - eingeschränkte Steuerung und Vollsteuerung möglich,- limited control and full control possible,
  • - dynamische Kennlinie ermöglicht Anpassung an unterschied­ liche Betriebbsbedingungen.- Dynamic characteristic curve allows adaptation to difference operating conditions.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist ein erfin­ dungsgemäßer Wasserstrahlantrieb als Mittellängsschnitt darge­ stellt. Der gesamte Antrieb ist in einer Düse 1 angeordnet, an deren durch ein Leitgitter 2 gekennzeichneter Einlaß sich ein Abschnitt 3 anschließt, dessen Querschnitt sich bis zum Lauf­ rad 4, das gegebenenfalls das erste von mehreren Laufrädern ist, stetig erweitert. An diesen Abschnitt 3 der Düse 1 schließt sich ein Abschnitt 5 an, dessen Querschnitt verän­ derbar ist, grundsätzlich jedoch zum Düsenauslaß 6 hin kleiner wird. Insbesondere wird der Abschnitt 5 ein teleskopartiger Verkleidungsabschnitt sein, an den sich eine Abströmkappe 6 anschließt. Zwischen den Abschnitten 3 und 5 ist ein Befesti­ gungsflansch 7 der Düsse 1 fest zugeordnet, mit dem der gesam­ te Antrieb am Schiffsrumpf (nicht dargestellt) zu befestigen ist. Gegebenenfalls kann die Befestigung am Schiffsrumpf der­ art sein, dass der gesamte Antrieb um die vertikale Längsachse 8 des Befestigungsflansches 7 um bis zu 360° schwenkbar ist, sodass er nicht nur dem Vortrieb, sondern auch der Steuerung (Bestimmung der Fahrtrichtung) des Schiffes dienen kann. Die Längsachse 8 des Flansches 7 ist senkrecht zur Längsachse 9 der Düse 1 gerichtet. Um die Düsenlängsachse 9 drehbar ist das gegebenenfalls einzige Laufrad 4 in der Düse 1 angeordnet. Auf der zur Längsachse 9 symmetrisch angeordneten Antriebswelle 10 ist das Laufrad 4 drehfest angeordnet. Der Antrieb der Welle 10 erfolgt mit einem Elektromotor, dessen Stator 11 innen, dessen Rotor 12 außen liegt, was jedoch an sich nicht erfin­ dungswesentlich ist, weil auch der Rotor innen und der Stator demzufolge außen liegen kann. Vor und hinter dem Laufrad 4 bzw. dem Motor 11, 12 ist die Antriebswelle 10 in Lagern 13, 14 um ihre Längsachse 9 drehbar gelagert. Dem Laufrad 4 vorge­ schaltet ist das Leitgitter 2, das mittels einer Verstellein­ richtung 15 verstellbar ist. Das Leitgitter 2 ist vorzugsweise Teil eines drehfest auf der Welle 10 gelagerten Leitrades. Vor dem Leitgitter 2 sitzt auf der Welle 10 die strömungsgünstig ausgebildete Nabenkappe 16. Ein mit einer Verstelleinrichtung 17 verstellbarer zweiter Leitapparat 18 ist dem Laufrad 4 nachgeschaltet. Im abströmseitigen Bereich ist die Verstell­ einrichtung 19 für die Verstellung der Teleskopverkleidung 5 bezüglich ihres Querschnitts angeordnet und sie ist vorzugs­ weise eine Kolben-Zylinder-Einrichtung.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In the drawing, a water jet drive according to the invention is shown as a central longitudinal section. The entire drive is arranged in a nozzle 1 , at the inlet characterized by a guide vane 2 , a section 3 connects, the cross section of which extends up to the running wheel 4 , which may be the first of several running wheels. This section 3 of the nozzle 1 is followed by a section 5 , the cross section of which can be changed, but in principle becomes smaller towards the nozzle outlet 6 . In particular, section 5 will be a telescopic cladding section, to which an outflow cap 6 connects. Between sections 3 and 5 , a fastening supply flange 7 of the nozzles 1 is permanently assigned, with which the entire drive on the ship's hull (not shown) is to be fastened. If necessary, the attachment to the hull can be such that the entire drive can be pivoted by up to 360 ° about the vertical longitudinal axis 8 of the mounting flange 7 , so that it can serve not only for propulsion, but also for controlling (determining the direction of travel) of the ship , The longitudinal axis 8 of the flange 7 is directed perpendicular to the longitudinal axis 9 of the nozzle 1 . The possibly only impeller 4 is arranged in the nozzle 1 about the longitudinal axis 9 of the nozzle. The impeller 4 is arranged on the drive shaft 10 symmetrically with respect to the longitudinal axis 9 . The drive of the shaft 10 is carried out with an electric motor, the stator 11 inside, the rotor 12 is outside, but this is not essential to the invention because the rotor inside and the stator can consequently be outside. In front of and behind the impeller 4 and the motor 11 , 12 , the drive shaft 10 is rotatably supported in bearings 13 , 14 about its longitudinal axis 9 . The impeller 4 is switched on, the guide vane 2 , which is adjustable by means of a 15 Verstellein. The guide vane 2 is preferably part of a guide wheel mounted on the shaft 10 in a manner fixed against relative rotation. The aerodynamically designed hub cap 16 sits in front of the guide vane 2 on the shaft 10 . A second guide device 18 , which can be adjusted with an adjusting device 17, is connected downstream of the impeller 4 . In the downstream area, the adjusting device 19 for the adjustment of the telescopic casing 5 is arranged with respect to its cross section and it is preferably a piston-cylinder device.

Ist der Motor, wie dargestellt, so ausgebildet, dass das Au­ ßenteil der Rotor 12 und das Innenteil der Stator 11 ist, so wirkt der Rotor 11 auf das zumindest eine Laufrad 4 ein und der Stator 12 ist mit strömungsgünstig ausgebildeten Streben vor und hinter den Laufrädern am Düseninnenmantel befestigt.If the motor, as shown, is designed so that the outer part is the rotor 12 and the inner part is the stator 11 , then the rotor 11 acts on the at least one impeller 4 and the stator 12 is with aerodynamically designed struts in front of and behind the Impellers attached to the inner jacket of the nozzle.

Claims (23)

1. Außerhalb des Rumpfes eines Wasserfahrzeugs angeordneter Antrieb für dieses Wasserfahrzeug zum Erreichen einer hohen Fahrgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch mindestens ein an­ getriebenes, vom Wasser durchströmtes Laufrad (4) in einem als Düse ausgebildeten Gehäuse (19) deren Austritts­ querschnitt (5) veränderbar ist, wobei vor dem gegebenen­ falls ersten Laufrad ein verstellbarer Leitapparat (2) an­ geordnet ist.1. Outside the hull of a watercraft arranged drive for this watercraft to achieve a high cruising speed, characterized by at least one driven, water-flowing impeller ( 4 ) in a housing ( 19 ) designed as a nozzle, the outlet cross-section ( 5 ) of which can be changed, whereby before the given first impeller an adjustable diffuser ( 2 ) is arranged. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass min­ destens ein Elektromotor (11, 12) das oder die Laufräder (4) antreibt, dessen Außenteil den Rotor (12) darstellt, an dem das oder die Laufräder befestigt sind, und dessen In­ nenteil den Stator (11) darstellt, der mit strömungsgünstig geformten Streben vor und hinter dem oder den Laufrädern am Düseninnenmantel befestigt ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that at least one electric motor ( 11 , 12 ) drives the one or more wheels ( 4 ), the outer part of which represents the rotor ( 12 ) to which the one or more wheels are fastened, and the In represents the stator ( 11 ), which is attached to the nozzle inner casing with aerodynamically shaped struts in front of and behind the impeller (s). 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass min­ destens ein Elektromotor das oder die Laufräder (4) an­ treibt, dessen Innenteil den Rotor darstellt, der das Lauf­ rad bzw. die Laufräder antreibt und dessen Außenteil den Stator darstellt, der mit strömungsgünstig geformten Stre­ ben am Düseninnenmantel befestigt ist.3. Drive according to claim 1, characterized in that at least one electric motor drives the one or more impellers ( 4 ), the inner part of which represents the rotor, which drives the impeller or the impellers, and the outer part of which represents the stator, which is aerodynamically favorable shaped struts is attached to the nozzle inner jacket. 4. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Elektromotoren (11, 12) Asynchronmotoren sind. 4. Drive according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the or the electric motors ( 11 , 12 ) are asynchronous motors. 5. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Elektromotoren permanenterregte Synchronmotoren sind.5. Drive according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the electric motor or motors are permanently excited synchronous motors. 6. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben Teile des Leitap­ parates darstellen.6. Drive according to one or more of claims 1, 3, 4, 5, characterized in that the struts are parts of the Leitap represent parates. 7. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben Teile eines Vor­ leit- und eines eigentlichen Leitapparates darstellen.7. Drive according to one or more of claims 1, 2, 4, 5, characterized in that the struts are part of a pre represent guiding and actual guiding apparatus. 8. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Kombination von zwei kontrarotierenden Laufrädern.8. Drive according to one or more of claims 1 to 7, characterized by a combination of two contrasting ones Impellers. 9. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Kombination von zwei gleichsinnig ro­ tierenden Laufrädern mit einem dazwischen liegenden Lei­ trad.9. Drive according to one or more of claims 1 to 7, characterized by the combination of two ro in the same direction running wheels with a lei in between trad. 10. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch verstellbare Laufschaufeln mindestens eines Laufrades.10. Drive according to one or more of claims 1 to 9, characterized by adjustable blades at least an impeller. 11. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch verstellbare Leitschafeln mindestens eines Leitrades.11. Drive according to one or more of claims 1 to 10, characterized by adjustable guide plates at least a stator. 12. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln mehrteilig sind und die Leitschaufelnverstellung nur einen Teil der Leitschaufel verstellt. 12. Drive according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the guide vanes in several parts are and the guide vane adjustment only part of the Guide vane adjusted.   13. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (1) um eine im we­ sentlichen vertikale Achse um 360° schwenkbar ist.13. Drive according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the nozzle ( 1 ) is pivotable about a vertical axis we sentlichen by 360 °. 14. Antrieb nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch an der Düse oder am Schaft befestigte Flaps.14. Drive according to claim 11, characterized by on the nozzle or flaps attached to the shaft. 15. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch an der Düse (1) oder am Schaft (7) an­ geordnete Flaps, die um eine im wesentlichen vertikale Ach­ se verstellbar sind.15. Drive according to one or more of claims 1 to 14, characterized by on the nozzle ( 1 ) or on the shaft ( 7 ) on ordered flaps which are adjustable about a substantially vertical axis se. 16. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Einbringung eines gasförmigen Me­ diums, um eine Widerstandsminimierung der Düse zu errei­ chen.16. Drive according to one or more of claims 1 to 15, characterized by the introduction of a gaseous Me diums to minimize the resistance of the nozzle chen. 17. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch die Einbringung eines gasförmigen Me­ diums um den Schaft zum Erhalt einer Steuerwirkung.17. Drive according to one or more of claims 1 to 16, characterized by the introduction of a gaseous Me diums around the shaft to obtain a tax effect. 18. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 gekennzeichnet durch Klappen zur Steuerung des veränderba­ ren Düsenaustrittquerschnittes.18. Drive according to one or more of claims 1 to 17 characterized by flaps for controlling the changeable ren nozzle outlet cross-section. 19. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch Elastikelemente zur Steuerung des ver­ änderbaren Düsenaustrittquerschnittes.19. Drive according to one or more of claims 1 to 17, characterized by elastic elements to control the ver changeable nozzle outlet cross-section. 20. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen durch in ihrer Überlappung ein­ stellbare Düsenabbschnitte veränderbaren Düsenaustritt­ querschnitt. 20. Drive according to one or more of claims 1 to 17, characterized by a by in their overlap adjustable nozzle sections changeable nozzle outlet cross-section.   21. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen durch axiale Verschiebung des Innenteils veränderbaren Düsenaustrittquerchnitt.21. Drive according to one or more of claims 1 to 17, characterized by an axial displacement of the Partially changeable nozzle outlet cross section. 22. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch einen Düsenquerschnitt, der vom Ein­ tritt bis zum ersten Laufrad zunimmt.22. Drive according to one or more of claims 1 to 21, characterized by a nozzle cross-section that from the on occurs until the first wheel increases. 23. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Leitapparat (2) ein Leitrad mit ein­ stellbarer Beschaufelung ist.23. Drive according to one of claims 1 to 22, characterized in that the guide apparatus ( 2 ) is a guide wheel with an adjustable blading.
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