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Reaktionsantrieb für Schiffe mittels heißer Gase konstanten Drucks,
die auf in das Außenwasser mündende Wasserausstoßrohre arbeiten Die Erfindung betrifft
eine Antriebsvorrichtung für Schiffe durch Reaktionswirkung heißer Gase konstanten
Drucks, die auf in das Außenwasser mündende Wasserausstoßrohre arbeiten. Bei bekannten
Einrichtungen dieser Art wirken die Treibgase direkt auf das Außenwasser, wobei
sie aus den Wasserausstoßrohren in das Außenwasser entweichen. Erfindungsgemäß wird
der Raum für das Treibgas über gesteuerte Absperrorgane mit einem oder mehreren
Wasserausstoßrohren verbunden, wobei bei jedem Arbeitsspiel nur eine solche Gasmenge
in die AuSStO3rohre eingeführt wird, daß nur ein Teil des Wasserinhalts der Rohre
durch die Verdrängungs- und Expansionsarbeit des Treibgases ausgestoßen wird; nach
Unterbrechung der Gaszufuhr füllen sich die Rohre wieder mit Außenwasser, so daß
ein Teil der Wassersäule in den Ausstoßrohren bei jedem Arbeitsspiel hin und her
schwingt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist auf der Zeichnung dargestellt.
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Abb. t zeigt den Längsschnitt der Antriebsvorrichtung mit den Wasserausstoßrohren
und der -Treibgaserzeugungsanlage; Abb. a ist der Schnitt II-11 der Abb. r ; Abb.
3 zeigt eine Einzelheit, einen Wasserstrahlverteiler im Wasserausstoßrohr; Abb.
4 ist in kleinerem Maßstab eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf mehrere Wasseraussstoßrohre;
Abb.
5 ist die' Stirnansicht zu Abb. 4 mit der Bedienungseinrichtung; Abb. 6 ist die
Draufsicht eines Teils dieser Ein? richtung; Abb. 7 und 8 sind die Schnitte VII-VII
und VIII-VIII der Abb. 5; _ Abb. 9 ist ein waagerechter Schnitt durch die in Abb.
5 dargestellte Einrichtung; Abb. io und ii sind Stirnansichten einer Einzelheit,
nämlich der beiden Stirnnockenscheiben der Abb. 5 ; Abb. 12 zeigt die beiden Stirnnockenscheiben
der Abb. 5 mit den wellenförmigen Nocken im Schnitt.
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Im Hinterschiff sind drei nebeneinanderliegende, von achtern nach
vorn ansteigende Wasserausstoßrohre i angeordnet, die sich nach hinten erweitern
und in das Außenwasser münden. Von jedem Rohr i zweigt nach hinten ein U-förmig
gebogenes Rohr 2 ab, das durch den Schiffsboden nach vorn gerichtet mündet. Beide
Rohre sind durch Doppelklappen 3, 4 bzw. 5, 6 absperrbar, die sich gegen Dichtungsanschläge
7, 8 zu legen vermögen und durch auf ihren Achsen sitzende Zahnradpaare 9, io bzw.
11, 12 entgegengesetzt schwenkbar sind. Die Achse der hinteren Klappen 4 des Rohres
2 ist mit der Achse der vorderen Klappe 5 des Rohres i durch eine Kette 13 zwangsläufig
verbunden, so daß durch einen auf der Achse der Klappe 5 befestigten Bedienungshebel
14 das eine Klappenpaar 3, 4 geschlossen wird, wenn das andere Klappenpaar geöffnet
wird.
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Dicht hinter dem Klappenpaar 5, 6 befinden sich im Rohr i zwei ineinandergesetzte
kegelige Ringe 15, 16, die den Wasserstrahl in dem erweiterten Teil 17 des
Rohres i verteilen (Strahlverteiler). Das Kopfende jedes Rohres i ist durch einen
Deckel 18 abgeschlossen. Dicht dahinter sind ein Einlaßventil i9 und ein Auslaßventil
20 für das Treibgas angeordnet, das in einer besonderen Anlage erzeugt wird. Beide
Ventile werden durch eine Nockenwelle 21 gesteuert, die mit der Kurbelwelle 22 der
Antriebsmaschine 23 über eine weiter unten erläuterte Kupplungseinrichtung (Abb.
5) verbunden werden kann. Das Auslaßventil 2o hat auf seiner Unterseite einen Schwimmer
24, so daß es bei wassergefülltem Rohr i den-Auslaß selbsttätig schließt. An das
Auslaßventil ist ein Auspuffrohr 25 für die Abgase angeschlossen.
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Die Treibgaserzeugungsanlage enthält einen von der Antriebsmaschine
23 angetriebenen zweistufigen Luftverdichter 26, der-über einen Druckbehälter 27
und zwei hintereinandergeschaltete LufteinlaBventile 28, 29 mit der birnenförmigen
Brennkammer 30 in Verbindung steht. Die Brennkammer 30 ist ihrerseits
über einen Druckausgleichkessel 31 für das erzeugte Treibgas und über eine Leitung
32 mit dem Einlaßventil i9 verbunden. Von dem Druckausgleichkessel 31 führt eine
weitere, durch. ein Ventil 33 absperrbare Leitung 34 zum Zylinder der Antriebsmaschine
23. Von der Leitung 34 zweigt eine durch ein Ventil 35 absperrbare Leitung 36 zu
einer Speicherflasche 37 ab, die lediglich zum Anlassen der - `Antriebsmaschine
23 dient. In die Brennkammer 30 mündet eine Düse 38, der durch eine von der
Kurbelwelle 22 angetriebene Brennstoffpumpe 39 Brennstoff zugeführt wird.
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Nachdem die Antriebsmaschine 23 durch Treibgas aus der Speicherflasche
37 angelassen ist, fördert der Luftverdichter 26 Druckluft über den Druckbehälter
27 vor das Einlaßventil 28 der Brennkammer 3o. Die beiden hintereinandergeschalteten
Einlaßventile 28, 29 werden durch Nocken der Kurbelwelle 22 der Antriebsmaschine
23 so gesteuert, daß der Lufteinlaß in die Brennkammer intermittierend erfolgt.
Bei jedem Arbeitsspiel erfolgt zunächst eine Durchspülung der Brennkammer
30 mit Druckluft. Die Durchspülung wird dadurch ermöglicht, daß der Druck
im Druckausgleichbehälter 31 etwa 2 at geringer sein soll als im Druckbehälter 27.
Danach erfolgt durch die Brenstoffdüse 38 die Einspritzung des von der Brennstoffpumpe
39 geförderten Brennstoffs, der sich in der heißen Brennkammer entzündet und verbrennt.
Die Verbrennungsgase sammeln sich zusammen mit der Spülluft im Druckausgleichbehälter
31 und dienen als Treibgase konstanten Druckes und konstanter Temperatur für die
Antriebsmaschine 29 und zum Ausschieben eines Teiles der in den Rohren i bzw. 2
stehenden Wassersäulen. Bei Vorwärtsfahrt sind dabei das Klappenpaar 3, 4, bei der
Rückwärtsfahrt das Klappenpaar 5, 6 geschlossen. Das aus dem Ausstoßrohr i bzw.
2 ausströmende Wasser bewirkt durch Reaktion auf das Außenwasser den Vortrieb des
Schiffes im Sinne der Vor- und Rückwärtsfahrt. Die ausgeschobene Wassermenge wird
sowohl durch die Verdrängungs- als auch durch die Expansionswirkung der Treibgase
bestimmt und ist erfindungsgemäß so bemessen, daß ein Wasserrest von etwa 2 m Rohrlänge
im Ausstoßrohr verbleibt, so daß ein Austritt der Gase in das Außenwasser ausgeschlossen
ist. Ist die genügende Menge Treibgas in das Ausstoßrohr eingeströmt, schließt die
Nockenwelle 21 das Einlaßventil i9. Nach der Expansion der Gase öffnet die Nockenwelle
das Auslaßventil 2o, so daß das Außenwasser nunmehr die Abgase aus dem Ausstoßrohr
i bzw. 2 durch das Auspuffrohr 25 ins Freie schiebt. Ein Austreten des rückströmenden
Wassers - ist dadurch unmöglich, da das Wasser durch den Schwimmer 24 das Auspuffventil
20 schließt. Dieser Vorgang wiederholt sich selbsttätig, solange die Anlage in Betrieb
ist.
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Um. beim Abstellen der Anlage ein Austreten von Wasser durch das Einlaßventil
i9 unmöglich zu machen, ist zwischen die Kurbelwelle 22 der Antriebsmaschine 23
und die Nockenwelle 21 für die Steuerung der Ein- und Auslaßventile i9, 2o eine
mit der Bedienungseinrichtung 4o verbundene Vorrichtung geschaltet. Auf dem freien
Ende einer Verlängerung 41 der Nockenwelle 21 ist eine Hälfte 42 einer Klauenkupplung
undrehbar, aber verschiebbar gelagert, deren andere Hälfte 43 starr auf dem freien
Ende der Kurbelwelle 22 sitzt. Die
gegen eine Feder 44 axial verschiebbare
Kupplungshälfte 42 trägt eine Ringmuffe 45 mit zwei waagerechten Bolzen 46 (Abb.
7), die durch einen um einen Bolzen 47 schwenkbaren Hebel 48 am Drehen gehindert
ist. Mit Abstand neben der Kupplungshälfte 42 sitzt fest auf der Nockenwelle 2 1
eine Scheibe 49 mit auf ihrer Stirnseite angebrachten wellenförmigen Erhöhungen
5o(Abb.12), deren Zahl mit der Zahl der Ausstoßrohre i übereinstimnit. Ihr gegenüber
befindet sich auf der Nockenwelle 21 frei drehbar und verschiebbar eine Scheibe
51 mit einer Gegenerhöhung 52, deren Nabe zwei waagerechte Bolzen 53 (Abb. 8 und
9) hat. Ein die Nabe der Scheibe 51 umfassender, um die Bolzen 53 schwenkbarer Winkelhebel
54 verhindert das Drellen der Scheibe 51, da er um einen festen Bolzen 55 schwenkbar
gelagert ist. Das eine waagerechte Ende des Winkelhebels 54 trägt ein Gewicht 56.
Das Ende 57 des senkrechten Schenkels des Winkelhebels 54 ruht in einer Rast 58,
die sich aii einem um einen festen Bolzen 59 (Abb. 6) schwenkbaren Hebel 6o befindet.
Um den Bolzen 59 ist ferner der winkelförmige Bedienungshebel 4o schwenkbar, an
dessen waagerechten, gabelfc>rniigen Schenkel 61 gelenkig Laschen 62 mit Langlöchern
63 hängen. Durch die Langlöcher 63 fassen waagerechte Mitnelimerbolzen 64, die an
je einem Ilakenliebel 65 sitzen, der an die Bolzen 53 der Scheibe 51 angehängt ist
und an seinem freien l?ci(le eine Rast 66 besitzt, die sich unter bestimmten Verhältnissen
über die Bolzen 46 der Muffe 45 der Kupplungshälfte 42 zu legen vermag.
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Der als Doppelhebel ausgebildete Hebel 6o hat auf der der Rast 58
gegenüberliegenden Seite eine nach ollen offene Rast 67, in die ein Sperriegel 68
einzugreifen vermag. Diesen sucht eine Feder 69 aus der Rast 67 herauszuhalten.
Durch Heranziehen eines Griffhebels 7o an den Bedienungshebel 40 wird der Sperriegel
68 in die Rast 67 gedrückt, wodurch der Hebel 6o mit dem Bedienungshebel 4o starr
verbunden wird und beim Schwenken des Hebels 40 entgegen dem Uhrzeigersinn die Rast
58 anhebt. Dann wird der Winkelhebel 54 freigegeben, das Gewicht 56 zielet mit dem
anderen Schenkel des Winkelhebels die Einnockenscheibe 51 in eine entsprechende
Vertiefung der Dreinockenscheibe 49. Durch die Bewegung des Bedienungshebels 40
wird gleichzeitig die Schlitzlochlasche 62 gesenkt, so daß die Hakenhebel 65 mit
den Rasten 66 über die Bolzen 46 fallen können, sobald der Nocken der Scheibe 5
i die tiefste Aussparung der Scheibe 49 erreicht hat. Die sich weiterdrehende Nockenscheibe
49 drückt die nicht umlaufende Scheibe 51 mit der folgenden wellenförmigen Erhöhung
zurück, @@,odurch der Hakenhebel 65 die Kupplungshälfte 42 zurückzieht und
dadurch die Kupplung 42, 43 entkuppelt. Der Winkelhebel 65 gelangt dabei
in seine Ausgangsstellung zurück und kann in der Rast 58 des schwenkbaren Hebels
6o wieder einrasten. Durch das Auskuppeln der Schaltkuppliiilg 42, 43 wird die Nockenwelle
21 und damit die Antriebsanlage stillgesetzt.
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Wird der Bedienungshebel 40 in die Stellung für Anlauf gezogen, dann
heben sich die Schlitzlochlaschen 62 und ziehen die Hakenhebel 65 hoch, wodurch
die Kupplungshälfte 42 freigegeben und durch die Wirkung der Druckfeder 44 in die
sich drehende Kupplungshälfte 43 der Kurbelwelle 22 der Antriebsmaschine eingerückt
wird. Hierdurch wird auch die Nockenwelle 21 in Drehung versetzt und die Antriebsanlage
in Betrieb genommen.