DE1244012B - Wasserstrahlantrieb fuer Schiffe - Google Patents

Description

• Wasserstrahlantrieb für Schiffe Bei bisher- üblichen Wasserstrahlantrieben für Schiffe werden als Pumpen, die den Strahlvorschub erzeugen, in der Regel Kreiselpumpen bzw. Radial-oder Axialturbinen sowie auch in Rohren eingeschlossene Schneckenpropeller verwendet.
• Allen diesen Antrieben ist gemeinsam, daß ihr Wirkungsgrad lastabhängig ist und im aHgemeinen ün oberen Teillastbereich bzw. bei Vollast sein Optimum erreicht. Im unteren Teillastbereich haben die Antriebe daher einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad. Die Hauptursache hierfür liegt darin,-daß die Pumpe das Wasser in Rotation versetzt und daß die dadurch dem Wasser mitgeteilte Rotationsenergie für den Antrieb verloren geht, gleichgültig ob das Wasser die Austrittsdüse rotierend verläßt oder durch Leitflächen geradegerichtet wird. Ein weiterÜ Nachteil der üblichen Strahlantriebe besteht darin, daß ihre Förderrichtung nicht umkehrbar ist. Um die Fahrtrichtung umzukehren, muß daher die Antriebsdüse verschwenkt oder der austretende Strahl umgelenkt werden, was zu erhöhtem baulichen Aufwand oder wiederum zu Energieverlusten führt.
• Diese Nachteile sind bei dem Wasserstrahlantrieb gemäß der Erfindung nicht gegeben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß als Pumpe eine Schneckenpumpe mit in an sich bekannter Weise mit der Schnecke berührungsfrei kämmenden und synchron mit ihr angetriebenen zahnradartigen Widerlagerscheiben verwendet wird.
• Pumpen dieser Art waren bisher als Pumpen zur Förderung von insbesondere breiigem bzw. trockenem Gut bekannt. Bei einer Pumpe dieser Art bewirken die zahnradartigen Widerlagerscheiben, daß dem in den Schneckengängen befindlichen Wasser ein exakt axialer Vorschub ohne jede Rotationskomponente erteilt wird. Es kann also keine Energie durch die Rotation des Wassers verlorengehen. Dies wirkt sich als Verbesserung des Wirkungsgrades vor allem im unteren Teillastbereich bzw. im niedrigen Drehzahlbereich der Pumpe aus, wo die Grenzschichtenreibung und die Lagerreibung noch keine große RoHe spielen. Dieser Schiffsantrieb ist daher insbesondere für Schiffe, die häufig im unteren Teiltalmen. müssen, wie Fährschiff e, Bergungsschiffe, über- und Unterwasserforschungsschiffe od. dgl., geeignet. Der Antrieb gestattet es außerdem, die Fahrtrichtung des Schiffes durch einfache Umkehr der Drehrichtung der Pumpe umzukehren.
• Ein weiterer Vorteil der Verwendung der beschriebenen Schneckenpumpe als Schiffsantrieb liegt darin, daß der auf jeden Strömungsfaden des in der Pumpe eingeschlossenen Wassers wirkende Druck von der Drehstellung der Pumpe unabhängig ist, so daß nicht, wie z. B. hinter einer Schiffssehraube, während jeder Umdrehung periodische Druckänderungen und damit Vibrationen auftreten können. Auch dieser Vorteil äußert sich insbesondere im unteren Drehzahlbereich, da bei den üblichen Strahlantrieben mit Kreiselpumpen diese erst bei höheren Laststufen so schnell laufen, daß die genannten Vibrationen nicht mehr merkbar in Erscheinung treten, wenngleich sie sich durchaus noch als Materialbeanspruchung auswirken können.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
• Diese zeigt einen Axialschnitt durch die als Schiffsantrieb verwendbare Schneckenpumpe. Die Darstellung ist schematisch zu verstehen, und die Verwendung von Pumpen mit anderem Schneckenprofil, anderer Anzahl der Schneckengänge, anders ausgebildeten Widerlagerscheiben und anderen Ausbildungen des gemeinsamen Antriebes von Schnecke und Widerlagerscheiben wird von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfaßt.
• Die Zeichnung des Ausführungsbeispiels zeigt eine zweigängige Schneckenwelle 1, die in einem dichtabschließenden Rohr 2 angeordnet ist, das an jedem Ende eine öffnung aufweist. In je einem Gehäuse 3 sind auf entgegengesetzten Seiten der Schneckenwelle Räder 4 mit Zähnen 5 vorgesehen, die dieselbe Form aufweisen wie die Zwischenräume zwischen den Gängen der Schnecke. Die Räder 4 werden zwangIäufig synchron mit der Schnecke angetrieben durch Kegelräder 6, die von Wellen 7 gedreht werden, die mit der Schneckenwelle durch Stimräder 8 und 9 verbunden sind. Die Wellen 1 und 7 werden gemeinsam durch einen Motor 10 angetrieben; für die Schneckenwelle ist ein Drucklager 11 vorgesehen. Die Räder 4 sind so angeordnet, daß nacheinander die Zähne 5 in den Zwischenraum zwischen den Gängen der Schnecke eintreten und diesen im wesentlichen vollständig ausfüllen, die Schnecke selbst aber nicht berühren. Das Rohr 2 und die Gehäuse 3 liegen rund um die Schnecke und die Räder dicht an,- berühren sie jedoch nicht. Die zwischen den sich drehenden Teilen und den Umgebungswänden hindurchtretende Leckflüssigkeit sollte so gering wie möglich gehalten werden. Der Antrieb für die Schnecke und die Räder läuft in gegen das.. Treibwasser abgedichteten Lagern. Die Kegelräder6 sind außerhalb des Gehäuses3 angeordnet und stehen mit den Rädern 4 über Wellen in Verbindung, die -durch Stopfbüchsen oder in abgedichteten Drucklagem in den Gehäusen *laufen; auch das Lager 11 ist völlig abgedichtet.
• Die beschriebene Pumpe erzeugt den Wasserstrahl zum Antreiben des Schiffes und wird im Schiffsraum am Boden des Rumpfes angebracht. Das Rohr 2 bildet einen Teil einer längeren Leitung, die sich unterhalb der Wasserlinie von einer Stelle in der Nähe des Bugs bis zum Heck des Schiffsrumpfes erstreckt. Eine Drehung der Schnecke und der Räder durch den Motor 10 bewirkt dann, daß Wasser durch die Leitung gefördert wird und aus der Leitung herausgedrückt wird, so daß das Schiff in entgegengesetzter Richtung züm Wasserstrom vorwärtsgetrieben wird, wobei die Rückwärtsfahrt auf einfache Weise durch Umkehrung der Drehrichtung der Pumpe möglich ist, was durch eine Umkehrung der Motordrehriqhtung oder -durch ein zwischengeschaltetes Umkehrgetriebe erfolgen kann.
• Die Wellen 7 und die zugehörigen Getriebe können durch andere Verbindungen zwischen den Rädern 4 und der Welle 1 ersetzt werden, beispielsweise durch eine Kettenvorrichtung oder andere Getriebearten. Die Anzahl, Anordnung und Form der Räder 4, der Zähne 5 und der Schneckengänge kann verändert werden, um sie an bestimmte Erfordernisse anzupassen. -

Claims (1)

1. Patentansprucb-Wasserstrahlantrieb für Schiffe, d a d u r c h gekennzeichnet, daß als Pumpe eine Schneckenpumpe mit in an sich bekannter Weise mit der Schnecke berühruiigsfrei kämmenden und, synchron mit ihr angetriebenen zahnradartigen Widerlagerscheiben verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften-, Deutsche Patentschriften Nr. 104 028, 134 959, 183 043, 346 919; österreichische Patentschriften Nr. 141695, 159 236; französische Patentschriften Nr. 390 495, 412 830, 531714; britische Patentschrift Nr. 653 185; USA.-Patentschrift Nr. 2 413 209; )Jahrbuch der Schiffsbautechnischen Gesellschaft«, 1960, s. 198.