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CHARLES ALGERNON PARSONS IN NEWCASTLE-ON-TYNE (ENGLAND).
Schiffsschraube.
Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Schiffschraube soll für schnellfahrende und hauptsächlich für solche Schiffe Verwendung finden, deren Schraubenwelle sich mit grosser Winkelgeschwindigkeit droht. Die Versuche, welche zu vorliegender Erfindung führten, ergaben, da13 die bei schneilfahrenden Schiffen zwischen dem Wasser und den Teilen der Schiffsschraube sich bildenden Hohlräume hauptsächlich an zwei Stellen entstehen, nämlich an der rückwärtigen Fläche der Schraubenflügel nahe den Enden derselben und um das konische Ende der Schraubennabe hinter den Flügeln. Vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung oder Verminderung dieser Hohlräume.
Bei schnellfahrenden Schiffen beginnt erfahrungsgemäss der erwähnte Hohlraum, wenn der Wasserdruck ein grosser ist, nahe den Enden der Flügel und erstreckt sich um so weiter gegen die Wurzel derselben hin, je grösser die Geschwindigkeit und der Slip der Schiffsschraube
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entsteht zufolge der Drehbewegung, welche dem Wasser in der Nähe der Nabe durch die normale Wirkung der Ftügel und auch durch deren Reibung in dem Kielwasser erteilt wird.
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Wasser um den rückwärtigen ('onus schliesst, entsprechend dem Grundsatz der Hydrodynamik, dass das Winkelmoment in einem Wirbel konstant zu bleiben bestrebt ist.
Die WinkelGeschwindigkeit des Wassers um den Conus ist daher viel grösser, als jene des Schraubenconus sell) Nach vorliegender Erfindung wird der auf der Rückfläche der Schraubenflügel nahe den Enden derselben entstehende Hohlraum in der Weise verringert, dass die Flügel nahe ihren Enden geringe Neigung erhalten. Ferner sind auf den Schraubenconus kurze Flügel oder Schaufeln angeordnet, um die Bildung des Hohlraumes um den Conus zu verhindern und einen Teil der Energie des um den Conus kreisenden Wassers für den Schiffsantrieb nutzbar zu machen, welche Energie bei den Schiffsschrauben älterer Art verloren geht.
Das Streben vieler Erfinder war dahin gerichtet, einen durchschnittlich hohen Slip und Schraubendruck ohne die Bildung eines erheblichen Hohlraumes zu erzielen, jedoch gingen die zu diesem Zwecke gemachten Vorschläge unter anderem auch dahin, die
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nach vorliegender Erfindung in der Weise erreicht, dass die Steigung bei rasch laufenden Schiffsschrauben gegen die Flügelenden hin verringert wird, wobei die Abnahme der Steigung ungefähr in einer Entfernung gleich ¸ oder 2/3 des Schraubenkreises von der Nabe aus gerechnet beginnt. Diese Verminderung der Steigung wächst bis auf 100/0 bei den Flügelenden.
Die Unterschiede zwischen den Schrauben älterer und neuer Art zeigen die Fig. 1 bis 4. Fig. 1 und 2 zeigen in Ansicht und Draufsicht eine Schraube älterer Art, wobei
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versehenen Schraube Fig. 7 ist ein in vergrössertem Massstabe gezeichneter Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 5.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schraube bleibt der Neigungswinkel der Flügelquerscbnitte vom Querschnitt c nach auswärts bis zum Flügelende annähernd konstant, während die Steigung des, Flügels vom Querschnitt c bis zum Ende dem wachsenden Radius entsprechend kontinuierliçh zunimmt, dtgeger von diesem Querschnitt nach einwärts bis zum Querschnitte an der Wurzel des Flügels konstant ist. Ein diese Steigungs- änderung des Flügels versinnlichendes Diagramm nach Fig. 2 kann auf folgende Art erhalten werden. Auf der wagrechten Schraubenachse wird von ihrem Schnittpunkt mit der vertikalen Flügelachse ein Stück p gleich 1/4 der Steigung des Flügels am Wurzelschnitt f aufgetragen und daselbst eine Lotrechte errichtet.
Auf dieser wird um ein Stück (P1) gleich dem Halbmesser des Querschnittes f aufgetragen.
Da sich nun die Steigung des Flügels in den drei Querschnitten c, d und c nicht ändert, können die Abstände P2, P3, P4, welche den Halbmessern dieser Querschnitte entsprechen, auf der errichteten Lotrechten ohneweiters aufgetragen werden. Die Steigung des Flügels nimmt jedoch vom Querschnitt c nach auswärts hin zu und es werden daher vor der vertikalen Mittellinie Abstände q und r aufgetragen, um 1/4 der Steigung des Querschnittes b bezw. a auszudrücken ; darauf werden die Vertikalen Q5 und R6 errichtet, deren Längen den Halbmessern der Querschnitte b und a entsprechen. Es stellt dann eine durch die Schnittpunkte 1, 2, 3, 4,5 und 6 gezogene Kurve die Steigungsveränderungen des Schraubenflügels dar.
Bei der der Erfindung gemäss konstruierten Schraube (Fig. 3 und 4) ist die Steigung des Flügels vom Wurzel querschnitte n nach aussen bis zu einem beiäung in der Mitte zwischen den Querschnitten k und j liegenden Punkte eine konstante, nimmt dagegen von diesem Punkte nach aussen hin gegen das Flügelende ab.
Die die Steigungsänderung dieses Schraubenrades versinnlichende Kurve kann auf dieselbe Weise, wie dies eben beschrieben wurde, erhalten werden : Es stelle der Abstand tut von der vertikalen Flügelachse der Steigung der drei Querschnitte n, mund k vor
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Errichtung von Lotrechten zur wagrechten Achse in diesen Abständen und Auftragen \ou Stücken, deren Länge den Halbmessern dieser Querschnitte entspricht, werden die Punkte 7, 8, 9, M, 11 und 12-erhalten und die durch diese Punkte gezogene Kurve stellt die Steigungsänderung der neuen Schraube dar.
Eine in der beschriebenen Weise gebaute Schiffsschraube kann mit grösserer Geschwindigkeit angetrieben werden, ohne dass der genannte Hohlraum hinter den Flügeln entsteht, auch wird durch diese Einrichtung ein durchschnittlich hÖherer Slip und
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kurzen chaufeln 1', v versehen, welche entweder parallel zur Welle verlaufen oder nach Art von 8chrauhenflächen unter einem kleinen Winkel zu derselben geschränkt sein können, wobei die Windungen der Schaufeln v und der Schraubennügel gleiche oder entgegengesetzte Richtungen besitzen können.
Bei Anwendung von drei Schaufeln l'auf dem Conus, welche, wie dargestellt, parallel zur Welle verlaufen und deren Aussenkanten ungefähr parallel zur geometrischen Achse der Schraubenwelle sind, wird erfahrungsgemäss der Hohlraum um den Conus x bei einer bestimmten Geschwindigkeit erheblich verringert oder gänzlich beseitigt.
Wie früher erwähnt, ist die Winkelgeschwindigkeit des um den Conus kreisenden Wassers viel grösser als jene der Schiffsschraube selbst, aber die auf dem Conus befindlichen Schaufeln hemmen den Wasserwirbel um den Conus, wodurch sich folgende Vorteile ergeben : 1. Ein sonst verloren gehender Teil des Winkelmomentes des Wasserwirbels wird auf die Conusscbaufdn t'übertragen und trägt daher zur Drehung der Schraubenwelle bei ; 2. zufolge Verringerung der Winkelgeschwindigkeit des um die Welle kreisenden Wassers kann letzteres sich leicht hinter der Propellernabe schliessen und auf den Conus drücken, so dass eine mit dem Schraubendruck gleich gerichtete Propulsion auf die Sehraubenwelle ausgeübt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schiffsschraube, deren einzelne Flügelquerschnitte eine verschiedene Steigung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung von der Nabe aus auf ein Stück konstant bleibt und eine Verringerung der Steigung ungefähr in ein halb bis zwei Drittel von der
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