| (19) |
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(11) |
EP 0 460 144 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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23.03.1994 Patentblatt 1994/12 |
| (22) |
Anmeldetag: 12.12.1990 |
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE9000/959 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9109/773 (11.07.1991 Gazette 1991/15) |
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| (54) |
VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES WASSERSTRAHLANTRIEBS FÜR WASSERFAHRZEUGE UND ANORDNUNG
ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
PROCESS FOR OPERATING A WATER-JET DRIVE FOR WATER CRAFT AND ARRANGEMENT FOR IMPLEMENTING
THE PROCESS
PROCEDE POUR L'UTILISATION D'UNE PROPULSION PAR JET D'EAU POUR ENGINS AQUATIQUES ET
AGENCEMENT POUR LA REALISATION DU PROCEDE
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT NL SE |
| (30) |
Priorität: |
22.12.1989 DE 3942631 23.10.1990 DE 4033674
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.12.1991 Patentblatt 1991/50 |
| (73) |
Patentinhaber: MERZ, Josef |
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D-73728 Esslingen (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- MERZ, Josef
D-73728 Esslingen (DE)
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| (74) |
Vertreter: Puschmann, Heinz H. et al |
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Patentanwalt,
Puschmann & Borchert,
Patentanwälte,
European Patent Attorneys,
Postfach 10 12 31 80086 München 80086 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-C- 169 974 US-A- 3 314 391
|
US-A- 3 267 666
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Wasserstrahlantriebs für Wasserfahrzeuge
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung zur Durchführung des
Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
[0002] Alle bekannten Wasser als Vortriebsmittel verwendenden Vortriebseinrichtungen für
Wasserfahrzeuge, also sowohl Schiffspropeller unterschiedlicher Geometrie als auch
sogenannte Wasserstrahlantriebe können bekanntlich nicht größeren Geschwindigkeitsbereichen
so angepaßt werden, ohne daß sich dabei nachteilige Auswirkungen auf den Wirkungsgrad
ergeben. Auch Verstellpropeller haben nur einen beschränkten Arbeitsbereich, wobei
nur bei einer Propellerflügelstellung und einem Propellerdrehzahl/Fortschrittsgrad-Verhältnis
der beste Wirkungsgrad über die gesamte Propellerflügelerstreckung erreicht werden
kann.
[0003] Gegenüber einem Schiffspropeller, der eine sich mit der Geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges
ändernde, sonst aber nicht beeinflußbare Zuströmgeschwindigkeit verarbeiten muß, hat
ein Wasserstrahlantrieb den Vorteil, daß für die das Wasser beschleunigende Pumpe
eine in allen Fahrbereichen und allen Pumpendrehzahlen optimale Anströmung der Pumpen-Schaufelprofile
und damit Betriebspunkte bester Wirkungsgrade erzielt werden kann, wenn die durchsatzbestimmende
Düse des Wasserstrahlantriebes so ausgebildet wird, daß sich deren wirksamer Austritts-Querschnitt
während des Betriebes verändern läßt.
[0004] Hierzu ist es bekannt, den Austrittsquerschnitt einer zylindrischen Düse mittels
eines einstellbaren, sich der Kontur anpassenden flexiblen Bauteiles, zu verändern.
[0005] Hierbei wird von einer bezüglich des Düsenwirkungsgrades optimalen Düsenaustrittsgeschwindigkeit
des Wasserstrahles, einer sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeugs ändernden
Anströmgeschwindigkeit der Pumpe und von einem sich damit in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit
veränderndem Durchsatzes ausgegangen; vgl. GB-PS 1 063 945.
[0006] Eine andere Lösung sieht vor, die Steuerklappen eines Wasserstrahlantriebes um je
eine senkrechte Achse gegensinnig schwenkbar zu lagern, die der Strahlaustrittsöffnung
einer Radialpumpe nachgeschaltet sind, wobei durch die Steuerklappen der Düsenquerschnitt
gemäß der Gleichung

verändert werden soll, wobei
A = Düsenquerschnitt (in square inches) und
H = Leistung der Antriebsmaschine (in horse power) ist; vgl. US-PS 3 055 175.
[0007] Dieser mathematische Ansatz führt jedoch zu unbrauchbaren Regelbedingungen, da -
wie sich zeigen läßt - über die Antriebsleistung nicht ein bestimmter Punkt im Pumpenkennfeld
beschrieben ist, sondern eine Kurve unterschiedlicher Durchsatzmengen und damit auch
unterschiedlicher Düsenquerschnitte.
[0008] Eine zweite Forderung bei wasserstrahlbetriebenen Wasserfahrzeugen bezieht sich auf
die Möglichkeit zu Trimmen, was grundsätzlich durch eine vertikale Umlenkung des Treibstrahles
erzielbar ist. Für die optimale Fahrweise eines Wasserfahrzeuges bei unterschiedlichen
Geschwindigkeiten und damit in Längsrichtung unterschiedlichen Auftriebsschwerpunkten
des Wasserfahrzeuges ist - wie die Erfahrung gezeigt hat - die als Trimmung bekannte
Veränderung der Vertikalkomponente des erzeugten Schubes vorteilhafter als eine Trimmung
durch einen zusätzlichen Widerstand erzeugende Trimmklappen.
[0009] Bei sogenannten Außenbordern und Z-Drives wird dies durch Veränderung des Winkels
der Propellerachse zum Wasserfahrzeug erzielt. Diese Anstellwinkeländerung ergibt
jedoch eine unterschiedliche Schräganströmung der Propellerflügel und somit die daraus
folgenden bekannten Nachteile.
[0010] Bei Wasserstrahlantrieben ist es hierzu bekannt, dem Austrittsende des Wasserstrahlantriebs
als Zylindermantelabschnitte ausgebildete von sektorenförmigen Wangen gehaltene Steuerklappen
zuzuordnen, die in einem Gehäuse, das mittels Traversen durchsetzende Lagerschrauben
am Pumpengehäuse um eine senkrechte Achse schwenkbar gelagert ist, um je eine waagerecht
liegende Achse gegensinnig schwenkbar zu lagern; vgl. DE-OS 26 44 743.
[0011] Auch ist es bekannt, der Steuereinrichtung eines solchen Wasserstrahlantriebs eine
Düse mit Steuerklappen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt zuzuordnen, die
im Bereich der Strahlaustrittsöffnung der Düse zwei gleichsinnig kreisbogenförmige
Steuerklappen unterschiedlicher Radien besitzt; vgl. DE-OS 37 00 530.8.
[0012] Alle diese Steuerungen haben die Eigenart, daß entweder eine nur nach einer vertikalen
Richtung mögliche Strahlablenkung mit einer damit gekoppelten gleichzeitigen und nicht
gesondert beeinflußbaren Verminderung der Düsenaustrittsfläche oder aber eine vertikalte
Strahlablenkung nach oben und unten ohne Veränderung des Düsenquerschnittes möglich
ist.
[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens für eine manuelle oder automatische Regelung des Düsenaustrittsquerschnittes
unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit und der als deren Folge am Düsenaustrittsquerschnitt
anstehenden unterschiedlichen Drücke anzugeben, das einen Betrieb der das Wasser beschleunigenden
Pumpe im Bereich der optimalen Wirkungsgrade im gesamten Betriebsbereich gewährleistet
und durch eine gesteuerte vertikale Ablenkung des Treibstrahles auch eine Trimmung
des Wasserfahrzeuges gestattet, wobei ferner eine weitgehende Schubumkehr für die
Rückwärtsfahrt und für den Bremsvorgang ermöglicht wird, und daß die Anordnung auch
im Schleppbetrieb, also bei ausgefallener Antriebseinrichtung - Antriebsmotor und/oder
Pumpe - noch einen brauchbaren Steuerdruck erzeugen soll.
[0014] Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung für das Verfahren durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 und für die Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 9 gelöst.
[0015] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0016] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein optimaler Betrieb hinsichtlich Schub
und Wirkungsgrad des Wasserstrahlantriebes in allen Betriebsbereichen bezüglich Drehzahlen
und Fahrgeschwindigkeiten erreicht, da über den veränderbaren wirksamen Düsenquerschnitt
"Fw" unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit "w" in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl
"n" der zugehörige Wasserdurchsatz "Q" eingeregelt wird. Hierzu werden vorteilhafterweise
als Regelsignal eine, dem Durchsatz "Q" proportionale Geschwindigkeit "vx" oder der
zugehörige dynamische Druck "pdynx" an einem geeigneten Ort "x" innerhalb des Strömungskanals
als Regelkriterium für den einzuregelnden Düsenaustrittsquerschnitt "F" herangezogen,
benutzt und

konstant gehalten, wobei "vx*" die Strömungsgeschwindigkeit und "pdynx*" der zugehörige
dynamische Druck "pdyn" an der Meßstelle "x" im Betriebspunkt optimalen Wirkungsgrades
bei dem Durchsatz "Q*" und der Auslegungsdrehzahl "n*", und die Geschwindigkeit "vx"
beziehungsweise deren dynamischer Druck "pdynx" den Meßwert bei der augenblicklichen
Pumpendrehzahl "n" und dem einzuregelnden Durchsatz "Q" bedeuten.
[0017] Die Werte "pdynx" und "n" bzw. vx können als Regelsignal entweder einem Rechner und
zugehöriger automatischer Regeleinrichtung zugeführt oder in geeigneter Form für eine
manuelle Einregelung des Optimums angezeigt werden.
[0018] Ebenso erlaubt die Erfindung die Vertikalkomponente des wirksamen Wasserstrahls und
damit die Trimmung automatisch durchzuführen, wobei für die hierzu notwendige Betätigung
der Klappen die Abweichung vom Sollwert der Neigung des Wasserfahrzeugs um die Querachse
bei einem Wasserstrahlantrieb und/oder auch um die Längsachse bei Einsatz von zwei
oder mehreren Wasserstrahlantrieben an dem Wasserfahrzeug durch geeignete Sensoren
erfaßt und der Regelung in geeigneter Signalform zugeführt werden.
[0019] Eine solche Anordnung besitzt entscheidende Vorteile gegenüber der üblichen passiven
Steuerung durch Trimmklappen oder durch verstellbare Flügel bei Tragflügelbooten oder
ähnlichen Wasserfahrzeugen mit vollgetauchten Tragflügeln oder Auftriebskörpern, die
einen zusätzlichen Fahrtwiderstand erzeugen, deren Wirksamkeit stark von der Fahrgeschwindigkeit
abhängt und die eine gewünschte Trimmung zum Ausgleich eines durch starken Seegang
erzeugten Stampfens oder Gierens wegen der in solchen Fällen nur zulässigen niedrigen
Fahrgeschwindigkeit ungenügend oder gar nicht erzielen können.
[0020] Die erfindungsgemäße Düse weist einen fertigungstechnisch leicht zu beherrschenden
zumindest teilweise rechteckigen Querschnitt auf und erlaubt zur Durchführung des
Verfahrens neben einer wirkungsvollen Veränderung des Düsenquerschnittes durch Veränderung
der Stellung der beiden Steuerklappen zueinander auch eine durch die gleichzeitige
gleichsinnige Verstellung der beiden Klappen mögliche Veränderung der Vertikalkomponente
des wirksamen Schubes. Ferner ist durch das mögliche Absenken der vorderen Lagerung
der unteren Klappe eine nahezu vollständige Schubumkehr möglich.
[0021] Weiter ist durch das erfindungsgemäß mögliche Absenken des vorderen Endes der unteren
Klappe eine Bypaßöffnung innerhalb der Düse geschaffen, so daß infolge der auf diese
Weise entstehenden Injektorwirkung eine Vergrößerung der beschleunigten Wassermasse
mit geringerer Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse entsteht, die besonders bei geringer
Wassertiefe in Häfen oder auf Flüssen die Aufwühlung des Grundes vermindert und vorteilhafterweise
im Bereich niedriger Geschwindigkeiten zu einer Verbesserung des Strahlwirkungsgrades
und des Schubes genutzt wird.
[0022] Der auf diese Weise erzeugte wasserführende Bypaß kann zudem auch im Schleppbetrieb
als Passivruder benutzt werden und hierbei brauchbare Steuerkräfte erzeugen.
[0023] Da das die Düse tragende Bauteil als Gehäuse ausgebildet und um eine senkrechte Achse
verschwenkbar gelagert ist, wobei diese Achse gegen die Senkrechte geneigt sein kann,
ist eine Kurvenfahrt leicht und sicher durchführbar. Mit dem Gehäuse sind alle Teile
der Steuerung, welche die Querschnittsänderung der Düse, die vertikale Schubumlenkung
und die Schubumkehr für Rückwärtsfahrt erzeugen, mittelbar oder unmittelbar verbunden,
was zu einer einfachen und betriebssicheren sowie leistungsfähigen Ausbildung des
Wasserstrahlantriebes führt.
[0024] Da dem Gehäuse mindestens zwei Klappen zugeordnet sind, wobei eine als Zylinderschalensegment
und die zweite als zweifach gelagerte untere Klappe ausgebildet ist, und ein unveränderbarer
Abstand des vorderen Lagers der unteren Klappe zu dem unteren Ende der oberen Klappe
durch Laschen oder ähnliche Bauteile sichergestellt wird, kann die obere Klappe am
unteren Ende eine entgegengesetzt gewölbte Fläche besitzen, die als obere Begrenzung
des Düsenquerschnittes dient. Dies ist sehr vorteilhaft, da durch gleichzeitiges Schließen
des Strömungsquerschnittes an der Vorderkante der unteren Steuerklappe im Bereich
der Lager und an der Hinterkante zwischen den zugewandten Flächen von unterer und
oberer Klappe der Wasserkanal des gesamten Wasserstrahlantriebes von der Austrittseite
her verschließbar ist, so daß eine Durchströmung und/oder Beschädigung der inneren
Pumpenteile bei Stillstand des Antriebes während der Liegezeiten im Hafen mit Sicherheit
vermieden wird.
[0025] Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung mehr oder minder schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
[0026] Es zeigen:
- Figur 1
- ein Pumpenkennfeld mit Linien konstanter Drehzahl, Drossellinien konstanten Düsenquerschnittes
und die infolge des im Einlauf zurückgewonnenen Teiles der Geschwindigkeitshöhe sich
ergebenden Düsen- und Pumpen-Betriebspunkte,
- Figur 2
- eine Parallelprojektion einer Steuereinheit für die Düse eines Wasserstrahl-Reaktionsantriebs
gemäß der Erfindung,
- Figur 3
- einen Schnitt durch die schematische Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten Steuerklappen
in "geschlossener Stellung für Stillstandzeiten",
- Figur 4
- einen Schnitt durch die schematische Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten Steuerklappen
in der Stellung "Langsamfahrt mit horizontaler Umlenkung nach untern zur Verringerung
der Aufkimmung",
- Figur 5
- einen Schnitt durch die schematisch dargestellte Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten
Steuerklappen in der Stellung "Langsamfahrt mit durch Injektorwirkung vergrößerten
Wassermenge geringerer Geschwindigkeit" zugleich auch Stellung der Steuerklappen als
"Passivruder",
- Figur 6
- einen Schnitt durch die schematisch dargestellte Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten
Steuerklappen in der Stellung "Schnellfahrt mit verringerter Düsenfläche und horizontaler
Umlenkung nach oben = positives Aufkimm-Moment",
- Figur 7
- einen Schnitt durch die schematisch dargestellte Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten
Steuerklappen in der Stellung "Schnellfahrt mit verringerter Düsenfläche und horizontaler
Umlenkung nach unten (negatives "Aufkimm-Moment")
- Figur 8
- einen Schnitt durch die schematisch dargestellte Düse nach Figur 2 mit den zugeordneten
Steuerklappen in der Stellung "Rückwärtsfahrt und Bremsen"
- Figur 9
- eine in Parallelprojektion schematisch dargestellte weitere Steuerdüse mit zwei an
beiden Enden verstellbaren Klappen in einem um die senkrechte Achse schwenkbaren Düsenkörper
in der Stellung für "Langsamfahrt mit negativem Trimmoment"
- Figur 10
- eine Düse gemäß Figur 9 in der Stellung "Bremsen und Rückwärtsfahrt"
- Figur 11
- eine Düse gemäß Figur 9 in der Stellung "Langsamfahrt mit durch Injektorwirkung vergrößerten
Wassermenge geringerer Geschwindigkeit"
- Figur 12
- eine in Parallelprojektion schematisch dargestellte weitere Steuerdüse mit zwei an
beiden Enden verstellbaren Klappen in einem um die horizontale Achse schwenkbaren
Düsenkörper in der Stellung "Fahrt bei geringer Geschwindigkeit in einer Rechtskurve"
- Figur 13
- eine Düse gemäß Figur 12 in der Stellung "Schnellfahrt mit positivem Trimm entsprechend
einem positivem Aufkimmoment"
- Figur 14
- eine Düse gemäß Figur 12 in der Stellung "Rückwärtsfahrt oder Bremsen" und
- Figur 15
- ein Regelschema für Wasserstrahlantriebe gemäß der Erfindung.
[0027] Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern seien vorab die theoretischen Zusammenhänge
erläutert.
[0028] Wie bekannt, verändert sich mit steigender Geschwindigkeit w des Fahrzeuges die durch
die Düse des Wasserstrahlantriebes von der Fläche F durchströmende Wassermenge Qw
nach:

wobei Hp die Pumpenförderhöhe, hw die Geschwindigkeitshöhe des Fahrzeuges:

und den ξ Anteil der Geschwindigkeitshöhe bezeichnet, der im Einlauf der Pumpe durch
vorteilhafte Ausbildung des Saugmundes und des Diffusors zurückgewonnen werden kann.
[0029] In der Figur 1 ist in der üblichen Darstellung eines Pumpenkennfeldes mit der Pumpenförderhöhe
H auf der Ordinate 1 und dem Pumpendurchsatz Q auf der Abszisse 2 die Pumpenkennlinie
3 konstanter Drehzahl ohne Geschwindigkeitsrückgewinn (identisch mit der Pumpenkennlinie
bei der Fahrgeschwindigkeit w = 0) und die Pumpenkennlinie 4 mit Geschwindigkeitsrückgewinn
9, die Drossellinie 5 für den optimalen Standschub 6 und die Drossellinie 7 für den
optimalen Schub 8 bei der Auslegungsgeschwindigkeit w.
[0030] Bei Stillstand, also einer Fahrgeschwindigkeit w = 0 entspricht der Pumpenbetriebspunkt
10 zugleich dem Düsenbetriebspunkt. Bleibt der Düsenquerschnitt unverändert, so wandert
mit steigender Fahrgeschwindigkeit w geschwindigkeitsbedingt wegen des an der Düse
um den Wert 9 = ξ . w²/2g anstehenden höheren Druckes der Betriebspunkt zu dem neuen
Düsenbetriebspunkt 11 und folglich zu dem Pumpenbetriebspunkt 12 entsprechend der
Charakteristik der Drehzahlkennlinie 3 in ein Gebiet geringerer Pumpenförderhöhen
und schlechterer Wirkungsgrade der Pumpe, so daß nun nur der geringere Schub 13 erreicht
werden kann.
[0031] Aus der Formel (1) und der Figur 1 ist klar ersichtlich, daß mit steigender Fahrgeschwindigkeit
"w" und größerem Geschwindigkeitsrückgewinn der die Drossellinie bestimmende Düsenquerschnitt
"F" auf die Größe "Fw" verkleinert werden muß, um die Förderhöhen/Durchsatzcharakteristik
der Drossellinie 5 zur Drossellinie 7 und den Düsenbetriebspunkt 11 zum Düsenbetriebspunkt
14 zu verlagern, damit der Durchsatz 15 des Wirkungsgradbestpunktes 10 der Drehzahlkennlinie
3 der Pumpe und der höchstmögliche Schub 8 erzielt wird.
[0032] Wird dagegen der Düsenquerschnitt "F" für den Höchstschub 8 bei der angestrebten
Höchstgeschwindigkeit "w" mit "Fw" ausgeführt, kann nur ein gegenüber dem leistungsbedingten
größtmöglichen Standschub 6 geringerer Standschub 17 entsprechend der Drossellinie
7 erreicht werden.
[0033] Diese Kriterien gelten natürlich für den gesamten Drehzahlbereich der Pumpe, da für
alle Punkte der Parabel 5 durch den Optimalpunkt 10 die gleichen optimalen Strömungsverhältnisse
innerhalb der Pumpenbeschaufelung herrschen.
[0034] Wird also ein optimaler Betrieb - Schub und Wirkungsgrad - eines Wasserstrahlantriebes
in allen Betriebsbereichen - Drehzahlen und Fahrgeschwindigkeiten - angestrebt, muß
über den wirksamen Düsenquerschnitt "Fw" unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit "w"
stets in Abhängigkeit der Pumpendrehzahl "n" der zugehörige Wasserdurchsatz "Q" eingeregelt
werden. Da

ist, kann der dem Durchsatz Q proportionale dynamische Druck pdynx an einer beliebigen
Stelle konstanten Querschnittes und konstanter Strömungsrichtung innerhalb der Pumpe
bzw. des Strömungskanals gewählt werden.
[0035] Wird im gewählten optimalen Kennfeldpunkt 10 ein Durchsatz Q* bei der Drehzahl n*
erreicht, ist folglich im Meßquerschnitt Fx eine Strömungsgeschwindigkeit vx* und
damit der dynamische Druck pdynx* vorhanden. Somit kann für das Regelkriterium Q*/n*
auch vx*/n* oder

/n* angesetzt werden.
[0036] Damit kann geschrieben werden:

oder für den einzuregelnden dynamischen Druck

[0037] Hierbei bedeutet "pdynx*" den dynamischen Druck im Meßquerschnitt "Fx" im Betriebspunkt
(10) optimalen Wirkungsgrades bei der Auslegungsdrehzahl "n*" (3) und dem Durchsatz
"Q*", der Druck "pdynx" den Meßwert bei der augenblicklichen Pumpendrehzahl "n".
[0038] Nunmehr sei ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung de-s erfindungsgemäßen Verfahrens
anhand der Figur 2 beschrieben, wobei lediglich die zur Erfindung gehörenden Teile
dargestellt sind. Von dem in Vorausrichtung an einem Wasserfahrzeug angeordneten Strömungskanal
mit einem eine Ansaugöffnung aufweisenden Einlauf an seinem vorderen Ende, eine dem
Einlauf nachgeordnete Pumpe in seinem mittleren Bereich zum Ansaugen und Beschleunigen
von Wasser sowie einer Düse an der Strahlaustrittsöffnung an seinem hinteren Ende
ist daher lediglich das hintere Ende des Pumpenkörpers 18 gezeigt. Der Pumpenkörper
weist einen etwa kreisringförmigen Querschnitt auf und geht stromab in eine durch
einen Düsenkörper 19, eine obere Klappe 20 und eine untere Klappe 21 gebildete Düse
D über.
[0039] Der Düsenkörper 19 ist in der nur teilweise dargestellten Schwenkachse 22 am Pumpenkörper
schwenkbar gelagert und durch die nicht näher dargestellte Schwenkeinrichtung 37 im
Winkel zur Pumpenachse vertikal verstellbar.
[0040] Die Stirnseite 23 des Düsenkörpers 19 ist kreisbogenförmig ausgebildet. Die Unterseite
des Düsenkörpers ist offen und durch die untere Klappe 21 verschlossen. Die mittels
Lageraugen 27 und 32 beweglich gelagerte Klappe 21 bildet so die untere Begrenzung
des Strömungskanals und der Düse. Die untere Klappe 21 weist ferner seitliche Wangen
24 auf, die zur Führung der Klappe 21 im Düsenkörper 19 und zur seitlichen Begrenzung
des Wasserstrahles bei Rückwärtsfahrt dienen.
[0041] Die obere Klappe 20 ist um eine Schwenkachse 25 in Lageraugen 25' des Düsenkörpers
19 drehbar gelagert und durch eine an einer Lagerung 31 angreifenden und andererseits
am Düsenkörper 19 schwenkbar in einem Lagerauge 38 gelagerten Verstelleinrichtung
26 verstellbar. Ferner sind zwei Verstelleinrichtungen 33 zwischen den Lageraugen
32 der unteren Klappe und dem Lagerauge 31 der oberen Klappe 20 vorgesehen.
[0042] Die untere Klappe 21 besitzt an ihrem vorderen Ende Lager 27, in denen die aus der
angedeuteten Verstelleinrichtung 28, den Winkelhebeln 39 und dem Gestänge 40 bestehende
Ausschwenkvorrichtung eingreift, mit der die untere Klappe an diesem Ende abgesenkt
werden kann. Auf dem Lager 27 sind Abstandslaschen 29 angeordnet, die mit ihren anderen
Enden an der oberen Klappe 20 in den Lagern 30 drehbeweglich angelenkt sind.
[0043] Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende.
[0044] Mittels der einerseits an der oberen Klappe 20 an dem als Lagerung dienendem Befestigungsauge
31 und andererseits in den ebenfalls als Lagerung dienenden Befestigungsaugen 32 am
hinteren Ende der unteren Klappe 21 gelagerten Betätigungseinrichtungen 33 ist der
wirksame Düsenquerschnitt durch Veränderrung des Spaltes 34 zwischen der unteren kreisbogenförmigen
Fläche 35 der oberen Klappe 20 und der hinteren Kante 36 der unteren Klappe 21 veränderbar.
Bei unveränderter Stellung der Betätigungseinrichtung 33 wird durch die Betätigungseinrichtung
26 die untere Klappe 21 gleichzeitig mit der oberen Klappe 20 verstellt und so mit
gleichbleibendem Spalt 34 und somit gleichbleibendem Düsenquerschnitt nur eine vertikale
Richtungsänderung des austretenden Wasserstrahles erzeugt. In der Endstellung von
33 wird ein vollständiges Schließen des Spaltes 34 durch unmittelbare Auflage der
Fläche 41 der unteren Klappe 21 an der kreisbogenförmigen Fläche 35 der oberen Klappe
20 erzielt. Auf diese Weise kann bei Liegezeiten im Hafen der Düsenquerschnitt und
damit der Strömungskanal zumindest einseitig geschlossen werden, so daß eine Verschmutzung
weitestgehend vermieden wird.
[0045] In den Figuren 3 bis 8 sind die verschiedenen möglichen Stellungen der Steuerklappen
20 und 21 in bezug auf den als Strömungskanal dienenden Düsenkörper 19 und die damit
erzeugten Abströmrichtungen des Treibstrahles sowie die Absenkung der Klappe 21 schematisch
dargestellt.
[0046] In der Figur 5 ist die "Bypaßstellung" der Düse dargestellt, wobei der im Querschnitt
42 strömende Treibstrahl mit der Geschwindigkeit 43 der durch den Bypaßquerschnitt
44 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit 45 zuströmende Wassermasse durch Reibung und
Mischung eine gegenüber dem Treibstrahl niedrigere mittlere Austrittsgeschwindigkeit
46 im Querschnitt 34 mitteilt und so den Düsenwirkungsgrad im niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich
verbessert.
[0047] In den Figuren 9 bis 11 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer solchen Steuerdüse
dargestellt. Der um eine teilweise dargestellte vertikale Schwenkachse 22 im Pumpenkörper
18 schwenkbare Düsenkörper 19 weist zwei parallele Wangen 19 auf, zwischen denen die
beiden Klappen 21a und 21b geführt und mittels nicht dargestellter Verstelleinrichtungen
in ihrer Lage an den Lageraugen 27a, 27b, 32a und 32b derart verstellbar sind, daß
sowohl der Austrittsquerschnitt durch den Abstand 34 der beiden hinteren Kanten 36a,
36b der Klappen 21a, 21b einstellbar ist als auch durch eine gleichzeitige, gleichsinnige
Verstellung der beiden Hinterkanten 36a, 36b der Klappen 21a, 21b eine vertikale Ablenkung
der wirksamen Strahlrichtung zur Trimmung erzielt werden kann.
[0048] Durch Verschließen der Querschnitte im Bereich der Vorderkanten 47a, 47b und des
Spaltes 34 zwischen den Kanten 36a, 36b wird eine Durchströmung der Pumpe vorteilhafterweise
bei Stillstand und während Liegezeiten im Hafen und damit deren Beschädigung verhindert.
[0049] Für den Bremsvorgang oder für die Rückwärtsfahrt wird der Spalt 34 zwischen den hinteren
Kanten 36a, 36b der Klappen 21a, 21b geschlossen, die Vorderkante 47a oder 47b oder
beide derart verstellt, daß durch den so entstehenden Spalt das von der Pumpe beschleunigte
Wasser in fast der Strömungsrichtung in der Pumpe entgegengesetzter Richtung ausströmen
kann und so einen der normalen Fahrtrichtung entgegengesetzten Schub erzeugt. Wird
dagegen zusatzlich der Spalt 34 geöffnet, entsteht ein als Injektor wirkender Bypaß.
[0050] In den Figuren 12 bis 14 ist eine weitere um 90° gedrehte Ausführung der in den Figuren
9 bis 11 dargestellten Steuereinrichtung gezeigt, wobei hier durch die gleichzeitige,
gleichsinnige Schwenkung der beiden Klappen 21a, 21b die horizontale Strahlablenkung
und damit die Steuerung der Fahrtrichtung und durch das Verschwenken des Düsenkörpers
19 um die horizontale Achse 22 die vertikale Ablenkung des Treibstrahles zur Trimmung
erzielt wird.
[0051] Aus Figur 15 ist das Zusammenwirken der vorstehend beschriebenen Baugruppen-Anordnung
Antrieb-Pumpe-Düse-Regler und Servo zu ersehen, also das Betätigen der beschriebenen
Klappen der Düse über einen Regler und einen Servo in Abhängigkeit der zur Verfügung
stehenden Meßwerte Pumpendrehzahl, dynamischer Druck und/oder Strömungsgeschwindigkeit
im Strömungskanal, derart, daß der Querschnitt der Düse unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit
des Wasserfahrzeuges in Abhängigkeit der Drehzahl der Pumpe und dem zugehörigen Durchsatz
an Wasser durch den Strömungskanal auf ein Verhältnis von Wasserdurchsatz zu Pumpendrehzahl
= konstant geregelt wird, wobei als Regelgröße der erfaßbare dynamische Druck oder
die Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal und die Drehzahl der Pumpe benutzt
werden.
[0052] Das oben beschriebene Trimmen des Wasserfahrzeuges kann selbstverständlich automatisch
mit Hilfe eines Rechners durchgeführt werden.
1. Verfahren zum Betrieb eines Wasserstrahlantriebes für Wasserfahrzeuge, mit einem einen
Einlauf, eine Pumpe und einer Austrittsöffnung umfassenden Strömungskanal sowie mit
einer der Austrittsöffnung zugeordneten, in ihrem wirksamen Querschnitt veränderbaren
und in die wirksame Strahlrichtung steuerbaren Düse, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Düse unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Wasserfahrzeuges
in Abhängigkeit der Drehzahl der Pumpe und dem zugehörigen Durchsatz an Wasser durch
den Strömungskanal auf ein Verhältnis von Wasserdurchsatz zu Pumpendrehzahl = konstant
geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als Führungsgröße der im Bereiche unveränderlichen Querschnitts und konstanter
Strömungsrichtung innerhalb des Strömungskanals erfaßbare dynamische Druck pdyn benutzt
und nach der Gleichung

geregelt wird, wobei k einen in Abhängigkeit der Pumpen-Charakteristik auf das Optimum
des Pumpenwirkungsgrades festgelegte Konstante und n die Pumpendrehzahl ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als Führungsgröße die dem Durchsatz proportionale Geschwindigkeit vx benutzt
und das Verhältnis Durchsatz zu Pumpendrehzahl gemäß

konstant gehalten wird, wobei "vx*" die Strömungsgeschwindigkeit an der Meßstelle
"x" im Betriebspunkt optimalen Wirkungsgrades bei dem Durchsatz "Q*" und der Auslegungsdrehzahl
"n*", und die Geschwindigkeit "vx" den Meßwert bei der augenblicklichen Pumpendrehzahl
"n" und dem einzuregelnden Durchsatz "Q" bedeuten.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einregeln der Größe des wirksamen Düsenaustrittsquerschnittes durch mindestens
zwei voneinander unabhängig verstellbare, der Austrittsöffnung des Strömungskanals
zugeordnete Klappen oder Schieber automatisch oder manuell erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung des Durchsatz/Drehzahlverhältnisses die Signale für die Regelgrößen
pdynx und Drehzahl durch einen Rechner in die erforderlichen Verstellungen der Steuerklappen
bewirkende Stellsignale verarbeitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Regelung des Durchsatz/Drehzahlverhältnisses erforderlichen Signale
zwecks manueller Steuerung des optimalen Düsenquerschnittes zur Anzeige gebracht werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den wirksamen Düsenaustrittsquerschnitt bestimmenden Klappen oder Schieber
zusätzlich für eine vertikale Ablenkung des Treibstrahles zum Trimmen des Wasserfahrzeuges
benützt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Betätigen des vertikalen Ablenkens des Treibstrahles zum Trimmen des
Fahrzeuges Sensoren zwecks Ermittlung der Lage des Wasserfahrzeuges um seine Quer-
und/oder Längsachse verwendet werden, deren Signal zur Anzeige der Abweichung vom
Sollwert und/oder zur Bildung von Steuerbefehlen verwendet werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trimmen des Wasserfahrzeuges um seine Quer- und/oder Längsachse automatisch
mit Hilfe eines Rechners durchgeführt wird.
10. Wasserstrahlantrieb zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, mit
einem in Vorausrichtung am Wasserfahrzeug angeordneten Strömungskanal mit einem eine
Ansaugöffnung aufweisenden Einlauf an seinem vorderen Ende sowie mit einer dem Einlauf
nachgeordneten ein- oder mehrstufigen Pumpe im mittleren Bereich des Strömungskanals
zum Ansaugen und Beschleunigen von Wasser und mit Einrichtungen zum Verändern des
wirksamen Querschnittes einer in die wirksame Strahlrichtung steuerbaren Düse an der
Strahlaustrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig verstellbar gelagerte Steuerklappen (20, 21) vorhanden sind, wobei
die eine Steuerklappe kreisbogenförmig ausgebildet und unmittelbar um ein im Düsenkörper
(19) angebrachtes Lager (25) schwenkbar angeordnet ist, und daß die zweite Steuerklappe
gerade ausgebildet und in ihrer Lage mittels zwei an beiden Enden gelagerten und voneinander
unabhängigen Verstelleinrichtungen derart verstellbar ist, daß durch sie sowohl an
ihrem vorderen Ende zum Düsenkörper hin oder in Bezug auf das hintere Ende zu der
Unterkante der kreisbogenförmigen Klappe oder in Bezug auf beide Enden einen Spalt
für den austretenden Wasserstrahl freigegeben ist.
11. Wasserstrahlantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kante (47) der unteren Steuerklappe (21) mittels der Verstelleinrichtung
(28) derart absenkbar gelagert ist, daß ein als Injektor wirkendes Bypaß entsteht,
durch den aus dem als Treibstrahl dienenden Strom der von der Pumpe geförderten Wassermenge
eine zusätzliche Wassermenge von unten angesaugt und beschleunigt wird, derart, daß
die die Düse verlassende Wassermenge vergrößert, deren mittlere Geschwindigkeit verkleinert
und somit bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eine Schuberhöhung erzielbar ist.
12. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Klappe (21) am vorderen Lager (27) bei geöffnetem Spalt (34) absenkbar
derart gelagert ist, daß ein eine Steuerung des Wasserfahrzeuges auch im Schleppbetrieb
ermöglichendes Passivruder gebildet ist.
13. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Klappe (21) in bezug auf die Vorderkante (47) im Bereich des Lagers
(27) und an der Hinterkante (36) zur oberen Klappe (20) der wasserführende Kanal des
gesamten Wasserstrahlantriebes von der Austrittsseite her verschließbar derart gelagert
ist, daß eine Durchströmung und/oder Beschädigung der inneren Pumpenteile bei Stillstand
des Antriebes unterbunden ist.
14. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklappen (20, 21) gleichzeitig und gleichsinnig (Verstelleinrichtung
26) verstellbar gelagert sind.
15. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das die Düse (D) tragende Bauteil als um eine senkrechte Achse (22) schwenkbares
Gehäuse (19) ausgebildet ist, dessen Achse (22) senkrecht oder gegen die Senkrechte
geneigt ist.
16. Wasserstrahlantrieb nach den Ansprüchen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuse (19) zugeordnete obere Klappe (20) eine der Form des Austrittsquerschnitts
des Gehäuses (19) entsprechend gewölbte Form aufweist und als obere Begrenzung des
Düsenquerschnittes dient, daß die untere Klappe (21) eben ausgebildet und zweifach
gelagert (27, 32) ist, und daß über eine Verstelleinrichtung (28) die vordere Lagerung
(27) der unteren Klappe (21) absenkbar ist.
1. Method of operating a hydrojet drive for water-craft, whith a flow duct comprising
an inlet, a pump and an outlet opening, and with nozzle which is assigned to the outlet
opening, variable in its effective cross-section and steerable into the effective
jet direction, characterized in that the cross-section of the nozzle is regulated,
depending on the speed of the pump and the associated flow of water through the flow
duct, to a ratio of water flow to pump speed = constant, irrespective of the travelling
speed of the watercraft.
2. Method according to Claim 1, characterized in that the dynamic pressure pdyn, which
can be detected inside the flow duct in the region of invariable cross-section and
constant flow direction, is used as reference variable and is regulated according
to the equation

k being a constant which is fixed, depending on the pump characteristic, to the optimum
of the pump efficiency, and n being the pump speed.
3. Method according to Claim 1, characterized in that the speed vx which is proportional
to the flow is used as reference variable and the flow to pump speed ratio is kept
constant according to

"vx*" denoting the flow speed at the measuring point "x" at the optimum efficiency
operating point at the flow "Q*" and the design speed "n*", and the speed "vx" denoting
the measured value at the instantaneous pump speed "n" and the flow "Q" to be set.
4. Method according to Claims 1 to 3, characterized in that the setting of the size of
the effective nozzle outlet cross-section takes place manually or automatically by
at least two flaps or slides which can be displaced independently of one another and
are assigned to the outlet opening of the flow duct.
5. Method according to Claim 4, characterized in that, for regulating the flow/speed
ratio, the signals for the regulating variables pdynx and speed are processed by a
computer into actuating signals which bring about the necessary displacements of the
control flaps.
6. Method according to Claim 4, characterized in that the signals necessary for regulating
the flow/speed ratio are displayed for the purpose of manual control of the optimum
nozzle cross-section.
7. Method according to Claims 1 to 6, characterized in that the flaps or slides which
determine the effective nozzle outlet cross-section are additionally used for a vertical
deflection of the driving jet for trimming the watercraft.
8. Method according to Claim 7, characterized in that, for bringing about the vertical
deflection of the driving jet for trimming the craft, sensors are used for the purpose
of determining the position of the watercraft about its transverse and/or longitudinal
axis, the signals of which are used to display the deviation from the set value and/or
for forming control commands.
9. Method according to Claims 7 and 8, characterized in that the trimming of the watercraft
about its transverse and/or longitudinal axis is carried out automatically with the
aid of a computer.
10. Hydrojet drive for implementing the method according to Claims 1 to 9, with, arranged
in the forward direction on the watercraft, a flow duct with an inlet at its front
end having an intake opening, and with, arranged downstream of the inlet, a single-stage
or multi-stage pump in the central region of the flow duct for intake and acceleration
of water and with devices for varying the effective cross-section of a nozzle at the
jet outlet opening which can be steered into the effective jet direction, characterized
in that independently displaceably mounted control flaps (20, 21) are present, one
control flap being designed in the shape of a circular arc and arranged pivotably
directly about a bearing (25') mounted in the nozzle body (19), and in that the second
control flap is of straight design and, by means of two displacement devices which
are mounted at both ends and independent of one another, displaceable in its position
in such a manner that a gap for the emerging water jet is opened by it at its front
end towards the nozzle body or with regard to the rear end in relation to the lower
edge of the flap in the shape of a circular arc or with regard to both ends.
11. Hydrojet drive according to Claim 10, characterized in that the front edge (47) of
the lower control flap (21) is mounted lowerably, by means of the displacement device
(28), in such a manner that a bypass which acts as an injector is created, by means
of which, from the flow of the quantity of water delivered by the pump serving as
driving jet, an additional quantity of water is taken in from below and accelerated
in such a manner that the quantity of water leaving the nozzle increases, its average
speed decreases and consequently a thrust augmentation can be achieved at low speeds.
12. Hydrojet drive according to Claims 10 and 11, characterized in that the lower flap
(21) is mounted lowerably, when the gap (34) has been opened, on the front bearing
(27) in such a manner that a passive rudder is formed, which makes possible steering
of the watercraft even in towed operation.
13. Hydrojet drive according to Claims 10 to 12, characterized in that the lower flap
(21), with regard to the front edge (47) in the region of the bearing (27) and at
the rear edge (36) in relation to the upper flap (20), the water-bearing duct of the
entire hydrojet drive, is mounted closably from the outlet side, in such a manner
that flowing through and/or damage of the internal pump parts is prevented during
standstill of the drive.
14. Hydrojet drive according to Claims 10 to 13, characterized in that the control flaps
(20, 21) are mounted displaceably simultaneously and in the same direction (displacement
device 26).
15. Hydrojet drive according to Claims 10 to 14, characterized in that the component bearing
the nozzle (D) is designed as a housing (19) which is pivotable about a vertical axis
(22) and the axis (22) of which is vertical or inclined in relation to the vertical.
16. Hydrojet drive according to Claims 10 to 15, characterized in that the upper flap
(20) assigned to the housing (19) has a curved shape corresponding to the shape of
the outlet cross-section of the housing (19) and serves as upper delimitation of the
nozzle cross-section, in that the lower flap (21) is of plane design and mounted twice
(27, 32), and in that the front bearing (27) of the lower flap (21) can be lowered
via a displacement device (28).
1. Procédé pour faire fonctionner un dispositif d'entraînement à jet d'eau destiné à
des bâtiments de navigation sur l'eau, comprenant un canal d'écoulement comportant
une entrée, une pompe et un orifice de refoulement ainsi qu'une tuyère, qui est associée
à l'orifice de refoulement, dont la section transversale efficace peut être modifiée
et dont la direction efficace du jet peut être commandée, caractérisé en ce qu'il
consiste à régler la section transversale de la tuyère, quelle que soit la vitesse
de déplacement du bâtiment de navigation sur l'eau en fonction de la vitesse de rotation
de la pompe et du débit correspondant d'eau dans le canal d'écoulement, pour obtenir
une valeur constante du rapport du débit d'eau à la vitesse de rotation de la pompe.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser, comme
grandeur de commande, la pression dynamique pdyn, qui peut être détectée dans des
parties de section transversale invariable et à direction d'écoulement constante dans
le canal d'écoulement et à la régler suivant l'équation

k étant une constante déterminée en fonction de la caractéristique de la pompe par
l'optimum du rendement de la pompe et n étant la vitesse de rotation de la pompe.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser, comme
grandeur de commande, la vitesse vx proportionnelle au débit et à maintenir constant
le rapport du débit à la vitesse de rotation de la pompe suivant

"vx*" étant la vitesse d'écoulement au point de mesure "x" au point de fonctionnement
à rendement optimum pour le débit "Q*" et pour la vitesse de rotation "n*" déterminée
par le calcul et la vitesse "vx" étant la valeur mesurée pour la vitesse de rotation
"n" instantanée de la pompe et pour le débit "Q" à régler.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à
effectuer le réglage de la valeur de la section transversale efficace de sortie de
la tuyère, automatiquement ou manuellement, par au moins deux volets ou tiroirs, qui
sont réglables indépendamment l'un de l'autre et qui sont associés à l'orifice de
refoulement du canal d'écoulement.
5. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé, en ce qu'il consiste, pour le réglage
du rapport débit/vitesse de rotation, à transformer les signaux pour les grandeurs
de réglage pdynx et vitesse de rotation par un ordinateur en les signaux de réglage
provoquant les déplacements des volets de commande qui sont nécessaires.
6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste, pour le réglage
du débit/vitesse de rotation, à afficher les signaux qui sont nécessaires en vue d'une
commande manuelle de la section transversale optimum de la tuyère.
7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à
utiliser les volets ou les tiroirs déterminant la section transversale efficace de
la tuyère en plus pour dévier verticalement le jet de propulsion destiné à équilibrer
le bâtiment de navigation sur l'eau.
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser, pour
manoeuvrer le dispositif de déviation verticale du jet de propulsion destiné à équilibrer
le bâtiment de navigation, des capteurs qui sont destinés à déterminer la position
du bâtiment de navigation sur l'eau et son axe transversal et/ou longitudinal et dont
les signaux sont utilisés pour indiquer l'écart à la valeur de consigne et/ou pour
former des ordres de commande.
9. Procédé suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il consiste
à effectuer l'équilibrage du bâtiment de navigation sur l'eau par rapport à son axe
transversal et/ou longitudinal automatiquement à l'aide d'un ordinateur.
10. Dispositif de propulsion à jet d'eau pour la mise en oeuvre du procédé suivant les
revendications 1 à 9, comprenant un canal d'écoulement qui est monté de manière centrée
sur le bâtiment de navigation sur l'eau, qui comporte à son extrémité avant une entrée
ayant un orifice d'aspiration ainsi que, dans la partie intermédiaire du canal d'écoulement,
une pompe en aval de l'entrée, ayant un étage ou plusieurs étages et destinée à aspirer
et à accélérer de l'eau, et des dispositifs destinés à modifier la section transversale
efficace d'une tuyère qui est sur l'orifice de refoulement du jet et dont la direction
efficace du jet peut être commandée, caractérisé en ce qu'il est prévu des volets
(20, 21) de commande, qui peuvent être réglés indépendamment l'un des volets de commande
étant en forme d'arc de cercle et monté basculant directement autour d'un palier (25')
prévu sur le corps (19) de la tuyère, et en ce que le second volet de commande est
droit et sa position peut être modifiée au moyen de deux dispositifs de réglage montés
aux deux extrémités et indépendants l'un de l'autre, de manière à dégager, aussi bien
à son extrémité avant en direction du corps de la tuyère que par rapport à l'extrémité
arrière allant vers le bord inférieur du volet en forme d'arc de cercle et que par
rapport aux deux extrémités, un intervalle pour le jet d'eau qui est refoulé.
11. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant la revendication 10, caractérisé en ce
que le bord (47) avant du volet (21) inférieur de commande est monté basculant au
moyen d'un dispositif (28) de réglage, de manière à créer une dérivation qui sert
d'injecteur et par laquelle une quantité d'eau supplémentaire est aspirée par le bas,
du courant de la quantité d'eau véhiculée par la pompe et servant de jet propulseur,
et est accélérée de façon à augmenter la quantité d'eau quittant la tuyère, quantité
d'eau dont la vitesse moyenne est diminuée, et à obtenir ainsi, pour de petites vitesses
du bâtiment de navigation, une augmentation de poussée.
12. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé
en ce que le volet (21) inférieur est monté sur le palier (27) avant, de manière à
pouvoir s'abaisser, lorsque l'intervalle (34) est ouvert, de façon à former un gouvernail
passif permettant de commander le bâtiment de navigation sur l'eau, même en remorquage.
13. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant l'une des revendications 10 à 12, caractérisé
en ce que le volet (21) inférieur est monté de manière à pouvoir être fermé, du côté
du refoulement, en s'appliquant par le bord (47) avant dans la région du palier (27)
et par le bord (36) arrière au volet (20) supérieur du canal de passage de l'eau de
tout le dispositif de propulsion à jet d'eau, de façon à supprimer tout passage et/ou
tout dommage aux parties intérieures de la pompe lorsque le dispositif de propulsion
est à l'arrêt.
14. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant l'une des revendications 10 à 13, caractérisé
en ce que les volets (20, 21) de commande sont montés réglables simultanément et dans
le même sens (dispositif de réglage 26).
15. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant l'une des revendications 10 à 14, caractérisé
en ce que la pièce portant la tuyère (D) est constituée en boîte (19) basculant par
rapport à un axe (22) vertical, cet axe (22) étant vertical ou incliné sur la verticale.
16. Dispositif de propulsion à jet d'eau suivant l'une des revendications 10 à 15, caractérisé
en ce que le volet (20) supérieur associé à la boîte (19) a une forme incurvée correspondant
à la forme de la section transversale de sortie de la boîte (19) et sert de démarcation
supérieure de la section transversale de la tuyère, en ce que le volet (21) inférieur
est plan et monté sur deux paliers (27,32), et en ce que le palier (27) avant du volet
(21) inférieur peut être abaissé par un dispositif (28) de réglage.