DE1281296B

DE1281296B - Start-up procedure and device for water jet engines

Info

Publication number: DE1281296B
Application number: DEH53095A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Eick
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1964-06-26
Filing date: 1964-06-26
Publication date: 1968-10-24

Description

Anfahrverfahren und Vorrichtung dazu für Wasserstaustrahltriebwerke Die Erfindung betrifft ein Anfahrverfahren und eine Vorrichtung dazu für Wasserstaustrahltriebwerke, die ein beidseitig offenes Düsenrohr mit einem divergierenden und anschließenden konvergierenden Teil aufweisen, in das zur Beschleunigung des eintretenden Wassers während des Normalbetriebes Druckgas eingeführt wird.Start-up procedure and device for water jet engines The invention relates to a start-up method and a device for this purpose for water jet engines, a nozzle tube open on both sides with a diverging and connecting one have converging part, in which to accelerate the incoming water compressed gas is introduced during normal operation.

Solche Treibwerke können erst dann arbeiten, wenn eine genügend große Geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges erreicht ist, da für den Betrieb ein ausreichender dynamischer Druck im erweiterten Düsenrohr notwendig ist.Such engines can only work if they are sufficiently large Speed of the watercraft is reached, since a sufficient for the operation dynamic pressure in the extended nozzle tube is necessary.

Bekannte Wasserfahrzeuge, die durch Wasserstaustrahltriebwerke angetrieben werden, weisen eine zusätzliche Antriebsvorrichtung, z. B. einen Propeller auf, durch die sie auf die erforderliche Fahrgeschwindigkeit gebracht werden.Known watercraft propelled by water jet engines have an additional drive device, e.g. B. on a propeller, through which they are brought to the required driving speed.

Es ist ferner bekannt, mit Druckgas gespeiste Wasserstaustrahltriebwerke zu beiden Seiten des Schiffsrumpfes anzuordnen. Zum Anfahren ist ein zusätzliches Startdüsenrohr vorgesehen, das aus einem im Schiffsrumpf senkrecht aufsteigendem Rohr besteht, dessen untere Öffnung nach vorn in den Schiffsboden mündet und dessen obere Öffnung unterhalb der Wasseroberfläche in Fahrtrichtung am Heck des Schiffes liegt. In der Startdüse wird Druckgas eingeblasen, das mit denn von unten nachströmenden Wasser vermischt nach rückwärts ausströmt und dadurch den erforderlichen Vortrieb erzeugt. Diese bekannte Anfahrvorrichtung benötigt viel Platz im Schiffsrumpf und ist nur für eine Fahrtrichtung geeignet.It is also known, water jet engines fed with pressurized gas to be arranged on both sides of the ship's hull. There is an additional one for starting Launch nozzle tube is provided, which consists of a vertically rising in the ship's hull There is a tube, the lower opening of which opens into the bottom of the ship and its upper opening below the water surface in the direction of travel at the stern of the ship lies. Pressurized gas is blown into the starting nozzle, which then flows in from below Mixed water flows backwards and thereby the necessary propulsion generated. This known starting device requires a lot of space in the ship's hull and is only suitable for one direction of travel.

Ein - anderer bekannter Düsenantrieb für Schiffe weist eine nach vorn gerichtete feste Bremsdüse im Schiffsboden auf. Die Hauptantriebsdüse im Heck ist seitlich schwenkbar und dient zusätzlich zur Steuerung des Schiffes. Auch dieser Düsenantrieb benötigt viel Raum im Inneren des Schiffes.Another known jet propulsion system for ships has one forward directional fixed brake nozzle in the ship's bottom. The main propulsion jet is in the stern Can be swiveled to the side and is also used to control the ship. Also this one Jet propulsion takes up a lot of space inside the ship.

Außerdem sind Wasserstaustrahltriebwerke bekannt, die Drossel- bzw. Abschlußorgane an der Schubrohrmündung aufweisen. Diese Wasserstaustrahltriebwerke arbeiten mit intermittierender Brennstoffeinspritzung und verfügen über keinen großen Regelbereich. Die Betriebszustände Bremsen und Rückwärtsfahrt wären dort ohne zusätzliche Einrichtungen oder Antriebsvorrichtungen nicht zu erreichen.In addition, water jet engines are known that throttle or Have closing organs at the thrust tube mouth. These waterjet engines work with intermittent fuel injection and do not have a large one Control range. The operating states braking and reversing would be there without additional ones Facilities or drive mechanisms cannot be reached.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Anfahrverfahren und dazu eine Vorrichtung für Wasserstaustrahltriebwerke zu schaffen, die keinen zusätzlichen Platz benötigt, über einen großen Regelbereich verfügt und auch zum Bremsen und Rückwärtsfahren geeignet ist: Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Drosselvorrichtung am vorderen Düsenrohrende; die beim Anfahren den Einlauf nach Art einer Rückschlagklappe ganz oder teilweise abschließt; und durch eine Druckgasdüse hinter der Drosselvorrichtung, die zur Einleitung des Fahrbetriebes geöffnet wird und das Druckmittel kontinuierlich ,zuführt; das die jeweils einströmende Wassermenge nach hinten ausstößt (intermittierender Vorgang), bis nach Erreichen einer gewissen Fahrgeschwindigkeit die Beaufschlagung des Schubrohres mit Wasser durch teilweise oder völlige Öffnung der Drosselvorrichtung entweder auf Grund der hydraulischen Vorgänge oder manueller Betätigung vom Einlauf her automatisch erfolgt und damit der übergang zur kontinuierlichen Betriebsweise vollzogen ist, bei der die Düse geschlossen ist und die Druckmittelzufuhr ausschließlich durch Durchtrittsöffnungen im divergierenden Teil des Düsenrohres erfolgt. Die Anfährvorrichtung kann zum Ermöglichen des Anfahrens in Rückwärtsrichtung und gegebenenfalls zum Erzielen einer Bremswirkung am hinteren Düsenrohrende in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein, wobei vor dem Rohrende eine Drosselvorrichtung und vor ihr eine Druckgasdüse angeordnet ist und wobei bei geöffneter Drosselvorrichtung am Einlauf diejenige am Auslaß des Düsenrohres abgeschlossen oder nur teilweise geöffnet ist und ihr verbleibender Querschnitt kleiner als der volle Querschnitt am Einlauf des Düsenrohres eingestellt wird und wobei das Druckmittel nur durch diese Druckgasdüse zugeführt wird. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch ein Wasserstaustrahltriebwerk mit Drosselvorrichtungen zum Vorwärts-und Rückwärtsfahren, F i g. 2 einen Schnitt -nach der Linie II-II der Fig F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.1, F i g. 4 eineu Ausschnitt . aus der Triebwerkswandung mit einer Durchtrittsöffnung in vergrößerter Darstellung, F i g. 5 ein teilweise geschnittenes Wasserstaustrahltriebwerk mit anders ausgebildeten Durchtrittsöffnungen, F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 5, F i g. 7 eine Draufsicht auf die vordere Drosselvorrichtung, F i g. 8 eine Draufsicht auf die hintere Drosselvorrichtung, F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Wasserfahrzeuges mit einem schematischen Wasserstausstrahltriebwerk, F i g. 10 eine Ansicht von hinten auf F i g. 9.The inventor has set himself the task of a start-up process and to create a device for water jet engines that do not have any additional Requires space, has a large control range and also for braking and Reversing is suitable: According to the invention, this is achieved by a throttle device at the front end of the nozzle tube; which when starting up the inlet in the manner of a non-return valve fully or partially closes; and through a pressurized gas nozzle behind the throttle device, which is opened to initiate driving and the pressure medium is continuous , feeds; that expels the amount of water flowing in to the rear (intermittent Process), until the application has reached a certain driving speed the thrust tube with water by partially or completely opening the throttle device either due to the hydraulic processes or manual actuation from the inlet automatically and with it the transition to continuous operation is completed, in which the nozzle is closed and the pressure medium supply exclusively takes place through openings in the diverging part of the nozzle tube. The approach device can be used to enable starting in the reverse direction and, if necessary, to achieve a braking effect at the rear end of the nozzle tube arranged in reverse order be, with a throttle device in front of the pipe end and a compressed gas nozzle in front of it is arranged and with the throttle device open at the inlet that at the outlet of the nozzle tube is completed or only partially open and you remaining cross-section smaller than the full cross-section at the inlet of the nozzle pipe is set and wherein the pressure medium is only supplied through this pressure gas nozzle will. The invention is shown in the drawing, for example. It shows F i g. 1 shows a section through a water jet engine with throttle devices for driving forwards and backwards, F i g. 2 shows a section along the line II-II of Fig. F i g. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1, FIG. 4 au neckline . from the engine wall with a passage opening in an enlarged view, F i g. 5 shows a partially sectioned water jet engine with differently designed Passages, F i g. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5, F i g. 7 is a plan view of the front throttle device, FIG. 8 is a plan view on the rear throttle device, FIG. 9 is a schematic representation of a Watercraft with a schematic water jet engine, F i g. 10 one Rear view of FIG. 9.

Ein Wasserstaustrahltriebwerk 1 mit einem beidseitig offenen Düsenrohr 2 weist einen Einlauf 3, einen divergierenden Abschnitt 4 und einen anschließenden konvergierenden Abschnitt 5 desselben auf. Zwischen den Abschnitten 4 und 5 wird zur Beschleunigung des eintretenden Wassers Druckgas eingeführt. In dem divergierenden Abschnitt 4 erfolgt eine Zuführung von Druckgasteilnengen, deren Druck entsprechend dem Druckanstieg im Diffusor gestaffelt ist. Für die Druckgaszuführung dienen Leitungen 7 bis 10, die in einer hohlen Triebwerkshalterung 11 geführt sind und in ringförmigen Kammern 12 bis 15 münden, die den divergierenden Teil 4 des Düsenrohres 2 umgeben. Von den Kammern 12 bis 14 gelangen die Teilgasmengen über kleine Durchtrittsöffnungen 16 in das Innere des divergierenden Teiles, und aus der Kammer 15 tritt die Hauptgasmenge über größere Durchtrittsöffnungen 17 ein. Die Durchtrittsöffnungen können düsenförmig ausgebildet sein und einen kreisrunden Querschnitt (Fig.4) oder eine Schlitzform 16' bzw. 17' (F i g. 5) aufweisen. -Am Einlauf 3 sowie am hinteren Ende des Düsenrohres 2 befinden -sich Drosselvorrichtungen 18 bzw. 19, die die Einleitung des Fahrbetriebes nach vorn öder nach hinten ermöglichen. Die Drosselvorrichtungen 18 bzw.19 weisen jeweils zwei nach außen gekrümmte symmetrisch angeordnete Halbschalen 20, 21 bzw. 22, 23 auf, die um quer zur Strömungsrichtung angeordnete -Achsen 24, 25 bzw. 26,-27 schwenkbar sind. Hinter der Drosselvorrichtung 18 bzw. vor der Drosselvorrichtung 19 ist jeweils eine Druckgasdüse28 bzw.29 vorgesehen, die jeweils über eine Leitung 30 bzw. 31 an die Zuführungsleitung 7 bzw.10 angeschlossenist.A water jet engine 1 with a nozzle tube open on both sides 2 has an inlet 3, a diverging section 4 and an adjoining section converging section 5 of the same. Between sections 4 and 5 will be Pressurized gas was introduced to accelerate the incoming water. In the divergent Section 4 is a supply of compressed gas partial quantities, their pressure accordingly the pressure increase in the diffuser is staggered. Lines are used for the supply of pressurized gas 7 to 10, which are guided in a hollow engine mount 11 and in annular Chambers 12 to 15 open which surround the diverging part 4 of the nozzle tube 2. The partial amounts of gas pass from the chambers 12 to 14 via small passage openings 16 into the interior of the diverging part, and the main amount of gas emerges from the chamber 15 a larger passage openings 17. The passage openings can be nozzle-shaped be formed and a circular cross-section (Figure 4) or a slot shape 16 'and 17' (FIG. 5). -At the inlet 3 and at the rear end of the nozzle pipe 2 are throttle devices 18 and 19, which initiate driving allow forwards or backwards. The throttle devices 18 and 19 have two outwardly curved, symmetrically arranged half-shells 20, 21 or 22, 23, which are arranged around axes 24, 25 and 26, -27 are pivotable. Behind the throttle device 18 or in front of the throttle device 19, a compressed gas nozzle 28 or 29 is provided, each via a line 30 or 31 is connected to the supply line 7 and 10, respectively.

Wie aus den F i g. 9 und 10 ersichtlich, ist ein Wasserstaustrahltriebwerk l der beschriebenen Ausführungsform im hinteren Bereich eines Wasserfahrzeuges 33 angeordnet, das sich an Wassertragflächen 36,36' bzw. 37,37' abstützt, die durch Streben 34, 34' bzw. 35,.35` gehaltert.-sind. Zur- Steuerung- -des-Fahrzeuges dient ein am Düsenende gelagertes Ruder 2.As shown in FIGS. 9 and 10 is a water jet engine l of the embodiment described in the rear area of a watercraft 33 arranged, which is supported on water bearing surfaces 36,36 'or 37,37', which by Struts 34, 34 'or 35, .35' are supported. Used to control the vehicle a rudder mounted at the nozzle end 2.

Bei der in F i g. 9 und 10 -gezeigten Anwendung :des erfindungsgemäßen --Wasserstausträhltriebwerkes im In the case of the in FIG. 9 and 10 -shown application: the --Wasserstausträhltriebwerkes according to the invention in

Claims

pressurized gas is introduced during normal operation, characterized by a throttle device (18) at the front end of the nozzle tube, which completely or partially closes the inlet (3) in the manner of a non-return valve when starting up, and by a pressurized gas nozzle (28) behind the throttle device (18), which is opened to initiate driving and continuously supplies the pressure medium, which ejects the amount of water that has flowed in to the rear (intermittent process), until after a certain driving speed is reached, water is applied to the thrust tube by partially or fully opening the throttle device (18) Due to the hydraulic processes or manual actuation from the inlet, this takes place automatically and thus the transition to continuous mode of operation is completed, in which the nozzle (28) is closed and the pressure medium is supplied exclusively through passage openings (16 and 17) in the diverging part (4) of the nozzle tube (2) he follows.

2. Device according to claim 1, characterized in that it is arranged in reverse order to enable the start-up in the reverse direction and optionally to achieve a braking effect at the rear end of the nozzle tube, with a throttle device (19) in front of the pipe end and a compressed gas nozzle (29) in front of it. is arranged and wherein with the throttle device (18) open at the inlet (3) the one (19) at the outlet of the nozzle tube (2) is closed or only partially open and its remaining cross section is set smaller than the full cross section at the inlet (3) and wherein the pressure medium is only supplied through the pressure gas nozzle (29). Considered publications: German Patent Specifications No. 834 205, 955 030; German Auslegeschriften Nos. 1092 802, 1122 403; Swiss Patent No. 784 683.