Zweck:
Das Schubrohr ist ein Gerät zur Erzeugung von Schub zum Vortrieb von Schiffen und soll grundsätzlich eine Alternative zur Schiffsschraube sein.
Prinzip:
Das Schubrohr basiert auf dem Ejektor-Prinzip.
Druckwasser als Treibmittel durchströmt ein getauchtes Rohr und reißt dabei eine vielfache Menge umgebenden Wassers mit. Entsprechend der austretenden Wassermenge und der Austrittsgeschwindigkeit wird beim Austritt aus dem Rohr Schub erzeugt, der zum Antrieb von Wasserfahrzeugen genutzt werden kann, s. Abb. 1.
Das Prinzip ist lange bekannt und wird in vielfältiger Form zum Fördern von Flüssigkeiten oder Schüttgut eingesetzt. Als Treibmittel dienen dabei meistens Wasser-Dampf, Wasser oder Luft.
Bis auf Vorschläge der Firma Körting zur Anwendung als Querstrahlruder ist ein vergleichbarer Einsatz als Schiffsantrieb bislang nicht bekannt.
Antrieb:
Das Druckwasser wird mit einer oder mehreren Pumpen (vorzugsweise selbstansaugende Kreiselpumpe mit hohem Wirkungsgrad) erzeugt. Die Pumpe wird mit einer Kraftmaschine fest gekoppelt und läuft generell mit konstanter Drehzahl im Bereich des wirtschaftlichsten Drehmomentes.
Als Antrieb kann jede Kraftmaschine genutzt werden.
Die Regelung soll durch Drosselung des Treibwasserstromes erfolgen und/oder durch Drosselung der Drehzahl der Antriebsmaschine.
Das Saugrohr und die Schubrohre sind sicher unter der Wasserlinie so zu platzieren, dass das Ansaugen von Luft auch bei Seegang verhindert wird.
Der Saugstrom der Pumpen wird über umschaltbare Filter in einen Sammler geführt werden, von wo aus jede Pumpe mit geringsten Verlusten versorgt wird.
Das Druckwasser wird über Verteiler geführt, sodass über Abzweige alle Verbraucher neben den Hauptschubrohren wie Querstrahlruder, Deckwaschanlagen oder Löschwasserspritzen bedient werden können.
Lfd. Nr.
Anlagebezeichnung
Mittlerer
Wirkungsgrad der Anlage
Bemerkung
Propeller
Schubrohr
01
Drucklager
0,98
-
02
Wellenanlage
0,96
-
03
Untersetzungsgetriebe
0,85
-
04
Umsteuergetriebe
0,85
-
Nur bei Rückwärtsfahrt
05
Propeller
0,35-0,65
-
06
Saugkorb
-
0,92
07
Saugrohr
-
0,98
08
Saugarmaturen
-
0,95
09
Druckverteiler
-
0,95
10
Druckrohr
-
0,98
11
Druckarmaturen
-
0,92
12
Diffuser
-
0,98
13
Pumpe
-
0,7-0,8
14
Gesamtwirkungsgrad
0,24-0,44
0,51-0,57
Einsatz als Hauptantrieb:
Der Treibwasserstrom wird in zwei weit außen am Schiffsrumpf kurz über der Kiellinie platzierten Schubrohregeleides.
Durch partielle Drosselung des Treibwassers erzeugt jeweils das Bb.- oder Stb.-Schubrohr eine unterschiedliche Kraft und ermöglicht so das Kurs halten. Das Manövrieren wird unterstützt durch verzugsfreies Umsteuern auf Rückwärtsfahrt an jeweils einer Seite.
Die Rückwärtsfahrt wird durch Einfahren von Umlenkflächen in den Schub-Wasserstrom bewirkt.
Einsatz als Querstrahlruder
Zusätzlich können im vorderen und hinteren Bereich des Schiffes Querschubrohre angebracht werden. Die Querschubrohre müssen immer vollkommen getaucht unter der Wasseroberfläche sein. Es soll dafür ein Schubrohr quer durch den Schiffsrumpf geführt werden, wobei sich in der Mitte eine Mischkammer befindet, mit etwa 2,5-facher Querschnittsfläche des Querschubrohres. In der Mischkammer befinden sich die Druckwasserdüsen, welche in Richtung der Mittelachse des Querschubrohres um 180° gegensinnig angesteuert werden können. Alle Schubrohre werden aus einem gemeinsamen Druckwassersystem von einer oder mehreren Druckwasserpumpen versorgt. Wobei die Haupt- bzw. Querschubrohre jeweils gesondert angesteuert werden können.
Einsatz als kleiner Außenborder:
Das Saugrohr und das Druckrohr stehen senkrecht hintereinander und sind fest miteinander verbunden. Sie bilden den Schaft des Außenbordantriebs, über den die im Schubrohr erzeugte Kraft auf den Rumpf übertragen wird.
Durch Positionierung des Saugrohres vor dem um 90° abgewinkelten Druckrohr und Umkleidung beider Rohre mit einer spitz auslaufenden Leitfläche entsteht ein Träger, an dessen unterem Ende das Schubrohr fest angebracht wird.
Durch Perforation der Stirnfläche des Saugrohres im Bereich des Schubrohres wird der Widerstand am Eintritt verringert.
Der Träger wird mit einer handelsüblichen Vorrichtung am anzutreibenden Bootsrumpf befestigt. Druckrohr und Saugrohr enden im oberen Bereich in versetzt angebrachten Rohrverschraubungen, die über Rohr- oder Schlauchleitungen mit der Pumpe verbunden sind.
Pumpe und Motor können im Boot fest installiert oder transportabel sein.
