Układ odrzutowy parowo-wodny

Przedmiotem wynalazku jest układ odrzutowy parowo-wodny nadający się do manewrowania i napędu statków o małej i średniej wyporności.Najbliższym rozwiązaniem jest układ składający się z kotła parowego i dyszy parowej, z której wytłaczana jest para wodna do zestawu dysz wodnych o podobnych rozmiarach, a który to układ służy najczęściej do zasilanie kotła wodą.

Istota układu, według wynalazku, polega na tym, że pod kotłem parowym umieszczony jest przegrzewacz pary, który wykonany jest jako wężownica zakończona dyszą parową, do której to wężownicy wtłaczana jest para wodna z nad lustra wody. Pomiędzy przegrzewaczem pary a dyszą parową skierowaną pomiędzy płetwę górną i dolną dysz wodnych pędnika, umieszczony jest zawór regulacyjno-odcinający.

Korzystnym jest to, że rozmiary dysz wodnych rosną wraz z odległością od dyszy parowej osadzonej na końcu przewodu parowego.

Korzystnie, przegrzewacz pary umieszczony jest pod kotłem parowym.

Zasadniczą zaletą układu według wynalazku jest nie wytwarzanie hałasu, szczególnie nad wodą. Jest on też bezpieczniejszy od napędów wirnikowych, a stąd przyjazny dla środowiska. Układ napędowy przeznaczony jest do wyposażenie stadku w silnik oraz pędnik odrzutowy parowo-wodny, którego dysze wodne służą też jako dysze silnika.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia w ujęciu schematycznym układ odrzutowy parowo-wodny w widoku z boku.

Układ odrzutowy parowo-wodny ma pędnik wyposażony w zestaw dysz wodnych 1 zamocowanych w płetwie górnej 2 i dolnej 3. W stronę dysz 2 i 3 przewodu skierowana jest umieszczona na drugim końcu przewodu parowego 4, w postaci wężownicy, dysza parowa 5. Rozmiary płetw górnej 2 i dolnej 3 oraz jednocześnie dysz wodnych 1 rosną wraz z odległością od dyszy parowej 5 osadzonej na drugim końcu przewodu parowego 4. Pędnik wyposażony jest w mechanizm obrotu a przewód parowy 4 w zawór regulacyjno-odcinający. Silnik ma dyszę parową 6 skierowaną w tę samą stronę, co dysza parowa 5 umocowana na drugim końcu przewodu parowego 4. Za dysza parową 6 w przewodzie zainstalowany jest zawór regulacyjno-odcinający 7 a za nim przegrzewacz pary 8 kotła parowego 9 z płomieniówką 10 o zwiększonej średnicy i palenisko 11. Jest on umieszczony w rufie stadku 12. Pędnik umieszczony za rufą 12, wyposażony jest w mechanizm obrotu a przewód parowy 4 w zawór regulacyjno-odcinający.

Działanie układu odrzutowego parowego-wodnego polega na nagrzaniu wody w kotle parowym 9, co powoduje zrost w nim ciśnienia i wtłaczanie jej do przegrzewacza pary 8, gdzie wzrasta jej temperatura a stąd i jej objętość. Za zaworem regulacyjno-odcinającym 7 wtłaczana jest do dyszy parowej 6 silnika, gdzie spada jej ciśnienie. Wywołuje to wzrost prędkości a przez to wzrost energii kinetycznej pary, która po wylocie z dyszy skrapla się i porywa otaczającą ją wodę wtłaczając ją do kolejnych dysz wodnych 1, wywołując przez to siłę ciągu. Pędnik działa podobnie a przez to, że wyposażony jest w mechanizm obrotu służy też do manewrowania stadkiem. Ze względu na to, że para dostarczana do dyszy parowej 5 nie musi być przegrzana, kocioł parowy 9 może być ogrzewany odnawialnym paliwem o małej wartości opałowej, na przykład chrustem lub sitowiem, co jest korzystne ekologicznie. Może być też ogrzewany stosem atomowym unikając tego, co dzieje się w napędach turbinowych się gdzie wytwarzana za jego pomocą mokra para wodna zużywa szybko łopatki.

Kocioł parowy stadku, obsługujący silnik oraz pędnik, wyposażony jest w przegrzewacz pary 8 umieszczony pod nim, który wykonany jest jako wężownica zakończona dyszą parową 6 z zaworem regulacyjno-odcinający 7, a do której to wężownicy wtłaczana jest para z nad lustra wody w kotle. Przegrzana para rozprężając się za zaworem 7 w dyszy i po wylocie z niej skrapla się i porywa otaczającą ją wodę wtłaczając ją do kolejnych dysz wodnych 1 pędnika o coraz to większych rozmiarach wywołując siłę ciągu, napełnienie przegrzewacza pary 8 wodą przed rozpalaniem kotła 9 przyspiesza ten proces i zapobiega jego przepalaniu.