DE102009038366A1 - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen - Google Patents
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Abstract
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen mit einem geschlossenen Einlasskanal 1, im welchem durch das Schiff geführte Wassersäule 2 zu einer Antriebeinrichtung 3 sich bewegen, und einem Ausstoßkanal 4 mit Auslaufdüsen 5, durch welche die Wassersäule 2 mit der Hilfe der Antriebeinrichtung 3 als ein Wasserstrahl 6 ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebeinrichtung 3 aus gerade Anzahl, mindestens zwei, geschlossenen Kammer 7, 8 besteht, dabei jede Kammer mit eine wasser- und luftdichte elastische und gefaltete Membrane 9 auf zwei Arbeitsräume 7.1, 7.2 und 8.1, 8.2 aufgeteilt, dabei Arbeitsräume 7.1, 7.2 in einem Kreislaufprozess mit Wasser durch Einlasskanal 1 befüllt sind, und durch Lufteinblasen in Arbeitsräume 8.1, 8.2 im Ausstoßkanal 4 ausgelehrt sind.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserstrahltriebwerk nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Wasserstrahltriebwerk werden im Wasserfahrzeugbau. eingesetzt
- Wasserstrahltriebwerke haben viele Vorteile beim Antrieb von Wasserfahrzeugen, wie zum Beispiel höhere Sicherheit und hervorragende Manövrierbarkeit.
- Für kleine Wasserfahrzeuge sind Außerbord-Wasserstrahltriebwerke benutz.
- Ein solche Außerbord-Wasserstrahltriebwerk wurde durch die
DE 20 2006 010 782 U1 bekannt. In diesem Außerbord-Wasserstrahltriebwerke schafft den Wasserstrahl eines Propeller-Antriebsystem, die zwischen einem kurzem Einlass und einem auch kurzem Auslasskanal eingesetzt ist. - In einem Erfindung 1 227 798 ist eine Innenbord-Wasserstrahltriebwerk beschrieben. In diesem Wasserstrahltriebwerk schafft den Wasserstrahl auch eines Propeller-Axialpumpe, die zwischen einem Einlass- und einem Auslasskanal eingesetzt ist. Im längs durch das Schiff geführte Einlasskanal bildet sich so genannte Wassersäule, welche die Propeller-Axialpumpe ansaugt und als druckendes Wasser im schmale Auslasskanal auswirft. Am Ende des Auslasskanals aus eine Auslaufdüsen tritt Wasserstrahl auf.
- Nachteilig ist, dass diese und ähnliche Außerbord- und Innenbord-Wasserstrahltriebwerke produzieren sehr starke Schallbelastung für den Nutzer und Umwelt.
- Es sind Wasserstrahltriebwerke nach P.A. 2 058 392 und 468 905 zum Antrieb von Wasserfahrzeugen bekannt in welchem dem einströmenden Wasser auf Wege vom Kanaleinlass zum Kanalauslass in einem Antriebanlage durch Druckgase Energie zugeführt wird.
- In diesen Wasserstrahltriebwerken sind unmittelbar in durch Antriebanlage laufenden Wasser einen Brennstoff angezündet ist und durch die entstandene Druckgase einen Wasserstrahl geschafft.
- Nachteilig ist aber, dass diese und ähnliche Innenbord-Wasserstrahltriebwerke außer sehr starke Schallbelastung für den Nutzer und Umwelt auch die Wasserverschmutzung mit Brenngasen produzieren.
- Es besteht daher die technische Aufgabe, einen realisierbaren Wasserstrahltriebwerke zu entwickeln, welche ohne Schallbelastung und Wasserverschmutzung einen starke Wasserstrahl schafft.
- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und Unteransprüche 2 bis 9 gelöst.
- Der neue Wasserstrahltriebwerk beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik.
- Der neue Wasserstrahltriebwerk besteht aus unkomplizierte für die Fertigung Einzelteile und ist damit einfach und günstig in der Herstellung aus Metall und Plastik. Er ist gut geeignet für Erschließung allen bekannten Peripherieanlagen, deren Steuerung und Wartung. Er ist auch sehr wirkungsvoll, weil seinen Wasserstrahl kraftvoll und trotzdem geräuschfrei ist.
- Außerdem lässt sich der neue Wasserstrahltriebwerk auf Grund geringen Ausmaße seiner Unterwasserteil leicht in jeden Schiffart einzubauen.
- Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
- Dazu zeigen:
-
1 : Der neue Wasserstrahltriebwerk in Betrieb:
in Kammer8 läuft Takt Befüllung
in Kammer7 läuft Takt Ausstoß -
2 : Der neue Wasserstrahltriebwerk in Betrieb:
in Kammer8 beendet sich Takt Befüllung
in Kammer7 beendet sich Takt Ausstoß -
3 : Abzweigungen -
4 : Der neue Wasserstrahltriebwerk mit ellipsoidformiger Kammer in Betrieb:
in Kammer8 läuft Takt Befüllung
in Kammer7 läuft Takt Ausstoß1 -
5 : Der neue Wasserstrahltriebwerk mit ellipsoidformiger Kammer in Betrieb:
in Kammer8 beendet sich Takt Befüllung
in Kammer7 beendet sich Takt Ausstoß - Der neue Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen besteht,
1 , aus einen geschlossenen Einlasskanal1 , im welchem durch das Schiff geführte Wassersäule2 zu einer Antriebeinrichtung3 sich bewegen, und einem Ausstoßkanal4 mit Auslaufdüsen5 , durch welche die Wassersäule2 mit der Hilfe der Antriebeinrichtung3 als ein Wasserstrahl6 ausgestoßen wird. - Die Antriebeinrichtung
3 den neue Wasserstrahltriebwerk besteht aus gerade Anzahl, mindestens zwei, geschlossenen Kammer7 ,8 , dabei jede Kammer mit eine wasser- und luftdichte elastische und gefaltete Membrane9 auf zwei Arbeitsräume7.1 ,7.2 und8.1 ,8.2 aufgeteilt, die im Kreislauf-prozess mit Wasser und Luft befüllt und ausgelehrt sind. Die Arbeitsräume7.1 und8.1 Kammer7 ,8 sind mit Einlasskanal1 durch eine Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassöffnungen11 ,12 und mit Ausstoßkanal4 durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile13 ,14 geschlossen. - Die Arbeitsräume
7.2 und8.2 Kammer7 ,8 sind durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassventile15 ,16 an Druckluftleitung17 zu einem geräuscharme Luftkompressor18 und durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile19 ,20 an Abluftleitung21 zu einem Luftspeicher22 geschlossen. - Die Lufteingangleitung
23 des Luftkompressors18 ist an Luftspeicher24 geschlossen, dabei bildet sich einen geschlossenen Luftkreislauf, in dem Luftkompressor18 das Arbeitsluft aus Luftspeicher22 in Arbeitsräume7.2 oder8.2 Kammer7 oder.8 , mit dem Druck von 1–20 Bar durch Druck-luftleitung17 einpumpt und gleichzeitig Luft aus Arbeitsräume8.1 oder7.1 Kammer8 oder7 , absaugt. - Durch die schließbare Einlassöffnung
24 des Einlasskanal1 , welches unter Watehrlinie, Bug und schräg zur Kiel des Schiffes angeordnet ist, und durch geöffnete Einlassöffnung11 des Arbeitsraumes7.1 den Kammer7 kommt das Wasser erst in das Arbeitsraum7.1 Arbeitskammer7 . - Wenn das Arbeitsraum
7.1 mit das Wasser befüllt ist, ist in den Kammer7 erste Takt – die Befüllung – beendet,2 , und die Fernsteuerungsanlage10 schließt die Einlassöffnung11 . Gleichzeitig öffnet die Fernsteuerungsanlage10 den Auslassventil13 des Arbeitsraumes7.1 zum Ausstoßkanal4 , die Einlassöffnung12 des Arbeitsraumes8.1 den Kammer8 zum Einlasskanal1 und den Einlassventil15 des Arbeitsraumes7.2 zum Luftkompressor18 . Die luftdichte elastische Membrane9 , die aus Falten besteht, ausfaltet sich unter 1–20 Bar Luftdruck und einbläst sich in Arbeitsraum7.1 . Durch die Einblasen der Membrane9 beginnt in Arbeitsraum7.1 Kammer7 zweite Takt – der Ausstoß. Wenn das Arbeitsraum7.2 mit dem Druckluft befüllt ist, ist in den Kammer7 zweite Takt – der Ausstoß – beendet,2 , und die Fernsteuerungsanlage10 schließt die Einlassventil15 . - Gleichzeitig beginnt in Arbeitsraum
8.1 den Kammer8 der erste Takt – die Befüllung. - Die nach ein andern laufende erste Takt und zweite Takt in Kammer
7 und Kammer8 bilden einen Kreislauf für den Wasserausstoßprozess. - Unter der 1–20 Bar Druck der elastische Membrane
9 stießt die Druckwasser aus Arbeitsräumen7.1 und8.1 in Ausstoßkanal4 weg und bildet bei dem Auslauf aus Auslaufdüsen5 einen ständiger Wasserstrahl6 aus. - Um mögliche Schwingung der Wasserdruck in Ausstoßkanal
4 zu vermeiden, besitz der neuen Wasserstrahltriebwerk in Ausstoßkanal4 einen durchgängige Druckwasserspeicher25 , welche mit einem Reduktor26 zum Luftkompressor18 angeschlossen ist. - Die Fernsteuerungsanlage
10 mit der Hilfe den Reduktor26 unterhaltet ständige Luftdruck über der Wasserfläche in dem Druckwasserspeicher25 immer kleiner als bei Einlauf28 und sichert dadurch, trotz mögliche Schwingung der Wasserdruck in Einlauf28 , ständige, stabile Wasserdruckwerte in Auslauf27 dem Druckwasserspeicher25 und Wasserstrahl6 . - Die Einlassöffnung
24 des Einlasskanal1 besitz einen durch Fernsteuerungsanlage10 schließbare Schieber29 und eine Schutzgitter30 . Bei die Fahrtpause schließt die Fernsteuerungsanlage10 die Einlassöffnung24 des Eilasskanal1 mit dem Schieber29 um mögliche eindringen von Mollusken in des Eilasskanal1 zu vermeiden. - Ausstoßkanal
4 neue Wasserstrahltriebwerk besitz Abzweigungen31 ,32 ,33 ,34 mit durch eine Fernsteuerungsanlage10 schließbare Ventile, dabei sind jede Abzweigung zur Auslaufdüsen5 geschlossen,3 . Durch die Nutzung diese Abzweigungen ist die Manövrierbarkeit gesichert. - In neues Wasserstrahltriebwerk ist es möglich die Kammer
7 und8 mit einem kugelartige oder ellipsoidformiger Holraum35 und36 einzusetzen,4 und5 . - Der neuen Wasserstrahltriebwerk mit kugelförmige Hohlraum der Kammer
7 und8 besitz in jedem Holraum34 und35 luftdichte elastische Luftballon37 ,38 mit dem Holraumvolumen gleichgrößten Blasvolumen. - Die Luftballon
37 und38 der Kammer7 ,8 sind durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassventile15 ,16 an der Druckluftleitung17 zu einem Luftkompressor18 und durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile19 ,20 an der Abluftleitung21 zu einem Luftspeicher22 geschlossen, dabei durch den Einblasen den Druckluft in die Luftballon36 und37 in jedem Kammer7 ,8 der Takt – Ausstoß des Kreislauf – Wasserausstoßprozess geführt ist und beim Ausblasen den Luftballon36 und38 – der Takt – Befüllung der Kammervolumen mit dem Wasser. - Einlassöffnung
24 des Eilasskanal1 ist unter Watehrlinie, Bug und schräg zur Kiel des Schiffes angeordnet, darum das Seewasser die Kammerinhalt nur unter atmosphärisches Druck, Wasserdruckdifferenz zwischen Wasseroberfläche und die Einlassöffnung24 des Einlasskanal1 und dynamisches Wasserdruck bei Schifffahrt befüllt. Das Kraft des Wasserstrahls regelt die Fernsteuerungsanlage10 . durch die Luftdruck in Arbeitskammer7.2 ,8.2 oder in die Luftballon36 und37 und durchlaufende Wassermenge in Arbeitskammer7.1 ,8.1 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Einlasskanal
- 2
- Wassersäule
- 3
- Abtriebseinrichtung
- 4
- Ausstoßkanal
- 5
- Auslaufdüsen
- 6
- Wasserstrahl
- 7
- Kammer
- 7.1
- Arbeitsraum Kammer 7
- 7.2
- Arbeitsraum Kammer 7
- 8
- Kammer
- 8.1
- Arbeitsraum Kammer 8
- 8.2
- Arbeitsraum Kammer 8
- 9
- Luftdichte elastische und gefaltete Membrane
- 10
- Fernsteuerungsanlage
- 11
- Schließbare Einlassöffnung zur Arbeitsraum 7.1 Kammer 7
- 12
- Schließbare Einlassöffnung zur Arbeitsraum 8.1 Kammer 8
- 13
- Schließbare Auslassventil Arbeitsraum 7.1 Kammer 7
- 14
- Schließbare Auslassventil Arbeitsraum 8.1 Kammer 8
- 15
- Schließbare Einlassventil Arbeitsraum 7.2 Kammer 7
- 16
- Schließbare Einlassventil Arbeitsraum 8,2 Kammer 8
- 17
- Druckluftleitung
- 18
- Geräuscharme Luftkompressor
- 19
- Schließbare Auslassventil Arbeitsraum 7.2 Kammer 7
- 20
- Schließbare Auslassventil Arbeitsraum 8.2 Kammer 8
- 21
- Abluftleitung
- 22
- Luftspeicher
- 23
- Lufteingangleitung
- 24
- Einlassöffnung des Einlasskanals 1
- 25
- Druckwasserspeicher
- 26
- Der Reduktor
- 27
- Auslauf aus Druckwasserspeicher
- 28
- Einlauf in Druckwasserspeicher
- 29
- Schließbare Schieber des Einlasskanals 1
- 30
- Schutzgitter des Einlasskanals 1
- 31
- Abzweigung vorne nach links
- 32
- Abzweigung vorne nach rechts
- 33
- Abzweigung hinten hach links
- 34
- Abzweigung hinten hach rechts
- 35
- Kugelförmige Holraum Kammer 7
- 36
- Kugelförmige Holraum Kammer 8
- 37
- Luftballon in Kugelförmige Holraum Kammer 7
- 38
- Luftballon in Kugelförmige Holraum Kammer 8
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202006010782 U1 [0004]
Claims (10)
- Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen mit einem geschlossenen Einlasskanal
1 , im welchem durch das Schiff geführte Wassersäule2 zu einer Antriebeinrichtung3 sich bewegen, und einem Ausstoßkanal4 mit Auslaufdüsen5 , durch welche die Wassersäule2 mit der Hilfe der Antriebeinrichtung3 als ein Wasserstrahl6 ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebeinrichtung3 aus gerade Anzahl, mindestens zwei, geschlossenen Kammer7 ,8 besteht, dabei jede Kammer mit eine wasser- und luftdichte elastische und gefaltete Membrane9 auf zwei Arbeitsräume7.1 ,7.2 und8.1 ,8.2 aufgeteilt, dabei Arbeitsräume7.1 ,7.2 im einem Kreislaufprozess mit Wasser durch Einlasskanal1 befüllt sind, und durch Lufteinblasen in Arbeitsräume8.1 ,8.2 in Ausstoßkanal4 ausgelehrt sind. - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume
7.1 und8.1 Kammer7 ,8 mit Einlasskanal1 durch eine Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassöffnungen11 ,12 und mit Ausstoßkanal4 durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile13 ,14 geschlossen sind - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume
7.2 und8.2 Kammer7 ,8 durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassventile15 ,16 an Druckluftleitung17 zu einem Luftkompressor18 und durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile19 ,20 an Abluftleitung21 zu einem Luftspeicher22 geschlossen sind. - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteingangleitung
23 des Luftkompressors18 an Luftspeicher22 geschlossen ist, dabei bildet sich einen geschlossenen Luftkreislauf, in dem Luftkompressor18 das Arbeitsluft aus Luftspeicher22 in Arbeitsräume7.2 oder8.2 Kammer7 oder.8 , mit dem Druck von 1–20 Bar durch Druckluftleitung17 einpumpt und gleichzeitig Luft aus Arbeitsräume8.1 oder7.1 Kammer8 oder7 durch Abluftleitung21 absaugt - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Ausstoßkanal
4 ein durchgängiger Druckwasserspeicher25 eingebaut ist, welche mit einem Reduktor26 zum Luftkompressor18 angeschlossen ist, dabei unterhaltet die Fernsteuerungsanlage10 mit der Hilfe den Reduktor26 ständige Luftdruck über der Wasserfläche in dem Druckwasserspeicher25 immer kleiner als bei Einlauf28 und sichert dadurch, trotz möglicher Schwingung der Wasserdruck in Einlauf28 , einen ständige und stabile Wasserdruckwerte in Auslauf27 dem Druckwasserspeicher25 und Wasserstrahl6 . - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Einlassöffnung
22 des Eilasskanal1 unter Watehrlinie, Bug und schräg zur Kiel des Schiffes angeordnet ist, dabei besitz die Einlassöffnung22 des Einlasskanal1 einen durch Fernsteuerungsanlage10 schließbare Schieber32 und eine Schutzgitter. - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Ausstoßkanal
4 besitz Abzweigungen31 ,32 ,33 ,34 mit durch eine Fernsteuerungsanlage10 schließbare Ventile, dabei sind jede Abzweigung zur Auslaufdüsen5 geschlossen ist. - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass luftdichte elastische Membrane
9 aus Falten besteht und unter Luftdruck sich ausfaltet. - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer
7 und8 kugelförmige oder ellipsoidformiger Hohlraum35 ,36 besitzen, dabei in jedem Holraum35 und36 luftdichte elastische Luftballon37 ,38 mit dem Holraumvolumen gleichgrößten Blasvolumen eingesetzt - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Luftballon
37 und38 der Kammer7 ,8 durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Einlassventile15 ,16 an der Druckluftleitung17 zu einem Luftkompressor18 und durch die Fernsteuerungsanlage10 schließbare Auslassventile19 ,20 an der Abluftleitung21 zu einem Luftspeicher22 geschlossen sind, dabei durch den Einblasen den Druckluft in die Luftballon36 und37 in jedem Kammer7 ,8 der Takt – Ausstoß des Kreislauf – Wasserausstoßprozess geführt ist und beim Ausblasen den Luftballon36 und38 – der Takt – Befüllung der Kammervolumen mit dem Wasser.
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DE202006010782U1 (de) | 2006-07-12 | 2006-10-05 | American Hydro Jet Corporation | Außenbord-Wasserstrahltriebwerk |
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-
2009
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