DE102009041902A1

DE102009041902A1 - Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen

Info

Publication number: DE102009041902A1
Application number: DE102009041902A
Authority: DE
Inventors: Garri Alexandrow
Original assignee: Alexandrow Garri Dr Ing
Current assignee: Alexandrow Garri Dr Ing
Priority date: 2009-08-23
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-04-28
Also published as: DE102009038366A1

Abstract

Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen mit einem geschlossenen Einlasskanal 1, in welchem die durch das Schiff geführte Wassersäule 2 zu einer Antriebeinrichtung 3 sich bewegt, 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 einer geraden Anzahl, mindestens zwei, gefäßförmigen geschlossenen Kammern 7, 8 besteht, in jede Kammer zwischen gegenseitigen Deckeln 7.3, 7.4 der Kammer 7 und 8.3, 8.4 der Kammer 8 wasser- und luftdichte elastische Schläuche 9 eingesetzt, welche jede Kammer 7, 8 auf Arbeitsräume 7.1, 8.1, die außer dem Schlauch 9 liegen, und Arbeitsräume 7.2, 8.2, die innen dem Schlauch 9 liegen, aufgeteilt, dabei in einem Kreislaufprozess Arbeitsräume 7.1, 8.1 mit Luft und Arbeitsräume 7.2, 8.2 mit Wasser befüllt und ausgeleert sind. Die Arbeitsräume 7.2 und 8.2 der Kammer 7, 8 sind mit Einlasskanal 1 durch eine Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassöffnungen 11, 12 auf den Deckel 7.3, 8.3 und mit Ausstoßkanal 4 durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 13, 14 auf den Deckel 7.4, 8.4 geschlossen. Die Arbeitsräume 7.1 und 8.1 der Kammer 7, 8 sind durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassventile 15, 16 an Druckluftleitung 17 zu einem geräuscharmen Luftkompressor 18 und durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 19, 20 an ...

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.
In Patentanmeldung DE 10 2009 038 366.2 ist technische Lösung solche Wasserstrahltriebwerk in zwei Ausführungsvarianten beschrieben.
Hier ist die Beschreibung der technische Lösung für noch einen Ausführungsvariante der Wasserstrahltriebwerk zusätzlich zur Patentanmeldung DE 10 2009 038 366.2
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 Kammer 8 läuft Takt Befüllung
in Kammer 7 läuft Takt Ausstoß
2: Der neue Wasserstrahltriebwerk in Betrieb:
in Kammer 8 beendet sich Takt Befüllung
in Kammer 7 beendet sich Takt Ausstoß
Der neue Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen besteht, 1, aus einen 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.
Die Antriebeinrichtung 3 den neue Wasserstrahltriebwerk besteht aus gerade Anzahl, mindestens zwei, gefäßförmigen geschlossenen Kammer 7, 8, in jede Kammer zwischen gegenseitigen Deckel 7.3, 7.4 der Kammer 7 und 8.3, 8.4 der Kammer 8 Wasser- und luftdichte elastische Schlauche 9, eingesetzt, welche jede Kammer 7, 8 auf Arbeitsräume 7.1, 8.1, die außer dem Schlauch 9 liegen, und Arbeitsräume 7.2, 8.2, die innen dem Schlauch 9 liegen, aufgeteilt, dabei in einem Kreislaufprozess Arbeitsräume 7.1, 8.1 mit Luft und Arbeitsräume 7.2, 8.2 mit Wasser befüllt und ausgelehrt sind.
Die Arbeitsräume 7.2 und 8.2 Kammer 7, 8 sind mit Einlasskanal 1 durch eine Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassöffnungen 11, 12 auf den Deckel 7.3, 8.3 und mit Ausstoßkanal 4 durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 13, 14 auf den Deckel 7.4, 8.4 geschlossen.
Die Arbeitsräume 7.1 und 8.1 Kammer 7, 8 sind durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassventile 15, 16 an Druckluftleitung 17 zu einem geräuscharme Luftkompressor 18 und durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 19, 20 an Abluftleitung 21 zu einem Luftspeicher 22 geschlossen.
Die Lufteingangleitung 23 des Luftkompressors 18 ist an Luftspeicher 24 geschlossen, dabei bildet sich einen geschlossenen Luftkreislauf, in dem Luftkompressor 18 das Arbeitsluft aus Luftspeicher 22 in Arbeitsräume 7.2 oder 8.2 Kammer 7 oder 8, mit dem Druck von 1–20 Bar durch Druckluftleitung 17 einpumpt und gleichzeitig Luft aus Arbeitsräume 8.1 oder 7.1 Kammer 8 oder 7, absaugt.
Durch die schließbare Einlassöffnung 24 des Einlasskanal 1, welches unter Watehrlinie, Bug und schräg zur Kiel des Schiffes angeordnet ist, und durch geöffnete Einlassöffnung 11 des Arbeitsraumes 7.1 den Kammer 7 kommt das Wasser erst in das Arbeitsraum 7.1 Arbeitskammer 7. Wenn das Arbeitsraum 7.1 mit das Wasser befüllt ist, ist in den Kammer 7 erste Takt – die Befüllung – beendet, 2, und die Fernsteuerungsanlage 10 schließt die Einlassöffnung 11.
Gleichzeitig öffnet die Fernsteuerungsanlage 10 den Auslassventil 13 des Arbeitsraumes 7.1 zum Ausstoßkanal 4, die Einlassöffnung 12 des Arbeitsraumes 8.1 den Kammer 8 zum Einlasskanal 1 und den Einlassventil 15 des Arbeitsraumes 7.2 zum Luftkompressor 18. Die luftdichte elastische Schlauch 9, die aus Falten besteht, ausfaltet sich unter 1–20 Bar Luftdruck und einbläst sich in Arbeitsraum 7.1. Durch die Einblasen der Schlauch 9 beginnt in Arbeitsraum 7.1 Kammer 7 zweite Takt – der Ausstoß. Wenn das Arbeitsraum 7.2 mit dem Druckluft befüllt ist, ist in den Kammer 7 zweite Takt – der Ausstoß – beendet, 2, und die Fernsteuerungsanlage 10 schließt die Einlassventil 15.
Gleichzeitig beginnt in Arbeitsraum 8.1 den Kammer 8 der erste Takt – die Befüllung.
Die nach ein andern laufende erste Takt und zweite Takt in Kammer 7 und Kammer 8 bilden einen Kreislauf für den Wasserausstoßprozess.
Unter der 1–20 Bar Druck der elastische Membrane 9 stießt die Druckwasser aus Arbeitsräumen 7.1 und 8.1 in Ausstoßkanal 4 weg und bildet bei dem Auslauf aus Auslaufdüsen 5 einen ständiger Wasserstrahl 6 aus.
Um mögliche Schwingung der Wasserdruck in Ausstoßkanal 4 zu vermeiden, besitz der neuen Wasserstrahltriebwerk in Ausstoßkanal 4 einen durchgängige Druckwasserspeicher 25, welche mit einem Reduktor 26 zum Luftkompressor 18 angeschlossen ist.
Die Fernsteuerungsanlage 10 mit der Hilfe den Reduktor 26 unterhaltet ständige Luftdruck über der Wasserfläche in dem Druckwasserspeicher 25 immer kleiner als bei Einlauf 28 und sichert dadurch, trotz mögliche Schwingung der Wasserdruck in Einlauf 28, ständige, stabile Wasserdruckwerte in Auslauf 27 dem Druckwasserspeicher 25 und Wasserstrahl 6.
Die Einlassöffnung 24 des Einlasskanal 1 besitz einen durch Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Schieber 29 und eine Schutzgitter 30. Bei die Fahrtpause schließt die Fernsteuerungsanlage 10 die Einlassöffnung 24 des Eilasskanal 1 mit dem Schieber 29 um mögliche eindringen von Mollusken in des Eilasskanal 1 zu vermeiden.
Ausstoßkanal 4 neue Wasserstrahltriebwerk besitz Abzweigungen 31, 32, 33, 34 mit durch eine Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Ventile, dabei sind jede Abzweigung zur Auslaufdüsen 5 geschlossen, 3. Durch die Nutzung diese Abzweigungen ist die Manövrierbarkeit gesichert.
Einlassöffnung 24 des Eilasskanal 1 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 Einlassöffnung 24 des Einlasskanal 1 und dynamisches Wasserdruck bei Schifffahrt befüllt.
Das Kraft des Wasserstrahls regelt die Fernsteuerungsanlage 10 durch die Luftdruck in Arbeitskammer 7.2, 8.2 oder in die Luftballon 36 und 37 und durchlaufende Wassermenge in Arbeitskammer 7.1, 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
7.3: Deckel zur Einlassöffnung
7.4: Deckel zur Auslassventil
8: Kammer
8.1: Arbeitsraum Kammer 8 a. Arbeitsraum Kammer 8 b. Deckel zur Einlassöffnung c. Deckel zur Auslassventil
9: Luftdichte elastische Schlauch
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 nach links
34: Abzweigung hinten nach 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 [0005]
DE 102009038366 [0013, 0014]

Claims

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, gefäßförmigen geschlossenen Kammer 7, 8 besteht, in jede Kammer zwischen gegenseitigen Deckel 7.3, 7.4 der Kammer 7 und 8.3, 8.4 der Kammer 8 wasser- und luftdichte elastische Schlauche 9, eingesetzt, welche jede Kammer 7, 8 auf Arbeitsräume 7.1, 8.1, die außer dem Schlauch 9 liegen, und Arbeitsräume 7.2, 8.2, die innen dem Schlauch 9 liegen, aufgeteilt, dabei in einem Kreislaufprozess Arbeitsräume 7.1, 8.1 mit Luft und Arbeitsräume 7.2, 8.2 mit Wasser befüllt und ausgelehrt sind
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume 7.2 und 8.2 Kammer 7, 8 mit Einlasskanal 1 durch eine Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassöffnungen 11, 12 auf den Deckel 7.3, 8.3 und mit Ausstoßkanal 4 durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 13, 14 auf den Deckel 7.4, 8.4 geschlossen sind.
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume 7.2 und 8.2 Kammer 7, 8 durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Einlassventile 15, 16 an Druckluftleitung 17 zu einem Luftkompressor 18 und durch die Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Auslassventile 19, 20 an Abluftleitung 21 zu einem Luftspeicher 22 geschlossen sind.
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteingangleitung 23 des Luftkompressors 18 an Luftspeicher 22 geschlossen ist, dabei bildet sich einen geschlossenen Luftkreislauf, in dem Luftkompressor 18 das Arbeitsluft aus Luftspeicher 22 in Arbeitsräume 7.2 oder 8.2 Kammer 7 oder 8, mit dem Druck von 1–20 Bar durch Druckluftleitung 17 einpumpt und gleichzeitig Luft aus Arbeitsräume 8.1 oder 7.1 Kammer 8 oder 7 durch Abluftleitung 21 absaugt
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Ausstoßkanal 4 ein durchgängiger Druckwasserspeicher 25 eingebaut ist, welche mit einem Reduktor 26 zum Luftkompressor 18 angeschlossen ist, dabei unterhaltet die Fernsteuerungsanlage 10 mit der Hilfe den Reduktor 26 ständige Luftdruck über der Wasserfläche in dem Druckwasserspeicher 25 immer kleiner als bei Einlauf 28 und sichert dadurch, trotz möglicher Schwingung der Wasserdruck in Einlauf 28, einen ständige und stabile Wasserdruckwerte in Auslauf 27 dem Druckwasserspeicher 25 und Wasserstrahl 6.
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Einlassöffnung 22 des Eilasskanal 1 unter Watehrlinie, Bug und schräg zur Kiel des Schiffes angeordnet ist, dabei besitz die Einlassöffnung 22 des Einlasskanal 1 einen durch Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Schieber 32 und eine Schutzgitter
Wasserstrahltriebwerk zum Antrieb von Wasserfahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Ausstoßkanal 4 besitz Abzweigungen 31, 32, 33, 34 mit durch eine Fernsteuerungsanlage 10 schließbare Ventile, dabei sind jede Abzweigung zur Auslaufdüsen 5 geschlossen ist.