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Die Erfindung betrifft ein Querstrahlsteuer für Schiffe, bestehend aus einem quer zur Schiffslängs- achse am Schiff angeordneten, den Wasserstrom von einer Schiffsseite zur andern leitenden, tunnelartigen
Gehäuse, in dem ein Propeller mit parallel zur Gehäuselängsachse verlaufender Propellerachse gelagert ist.
Querstrahlsteuer werden für das An- und Ablegen von Schiffen und als zusätzliche Manövrierhilfe bei niedriger Fahrt, wo die Wirkung des Hauptruders verlorengeht, verwendet.
Derartige Querstrahlsteuer bestehen aus einem in einem im Schiffskörper angeordneten tunnelartigen
Gehäuse mit einem kreisförmigen Querschnitt, in dem ein Propeller angeordnet ist, und weisen auf Grund dieser Bauart als Nachteil einen gestörten axialen Strömungszustand am Ort des Propellers auf, mit der
Folge, dass ein Schubrückgang eintritt und Überlastungserscheinungen auftreten. Ferner entstehen
Vibrationen und starke Geräusche. Hinzu kommt, dass die Montage des Propellers mit Schwierigkeiten in bezug auf seine Zentrierung im Tunnel verbunden ist, die eine wesentliche Voraussetzung für die
Erzielung eines wirtschaftlichen Wirkungsgrades ist.
Bei einem bekannten Schubantrieb für Schiffe ist in dem Heck des Schiffskörpers eine Tauchkammer oberhalb der Bodenbeplankung aber unterhalb der Wasserlinie angeordnet. In der Heckwand der Kammer befinden sich ein oder mehrere Rohre, in denen jeweils ein Propeller untergebracht ist. Die Propeller saugen aus der Tauchkammer Wasser an, das durch seitliche Öffnungen in diese Einfliessen kann und drückt es durch die den Propellern zugeordneten Rohre hindurch nach aussen. Der hiebei entstehende
Impuls wird zum Vortrieb des Schiffes benutzt. Bei dieser bekannten Ausführungsform handelt es sich um einen reinen Schubantrieb für Schiffe, bei dem die von dem Propeller angesaugte Wassermasse gleich der am heckseitigen Endabschnitt des dem Propeller zugeordneten Rohres aus diesem heraustretenden Wassermasse ist.
Zu Manövrierzwecken kann die Drehrichtung der Propeller geändert werden, wobei dann die durch die heckseitigen Rohre angesaugte Wassermasse gleich der aus den seitlichen Kammeröffnungen austretenden ist.
Es ist ferner eine Wasserstrahl-Bugsteuerung für Schiffe mit einer bodenseitigen Kammer bekannt, in der sich ein Propeller als Strahlerzeuger für einen in Bugrichtung gerichteten Strahl und ein Strahlleitapparat mit lotrechter Drehachse befinden, wobei die schiffsbodenseitig offene Kammer durch eine im wesentlichen lotrechte Querwand unterteilt ist, wogegen der Propeller in der Querwand und der als Ruder ausgebildete Strahlleitapparat in dem bugseitigen Kammerabteil angeordnet sind, während die Kammerbreite quer zum Schiff ein Vielfaches des Propellerdurchmessers beträgt. Auf Grund dieser Ausbildung der Wasserstrahl-Bugsteuerung soll die durch Reduzierung der Wassereintrittsgeschwindigkeit auftretende Gefahr eines Ansaugens von Fremdkörpern und von Luft vermieden werden.
Dies wird dadurch erreicht, dass ansaugseitig am Eintritt sehr niedrige Wasserströmungsgeschwindigkeiten erzielt werden.
Des weiteren ist ein Querstrahlruder für Schiffe bekannt, das aus einer Baueinheit aus einem an den Schiffskörper, vorzugsweise am Bug, anflanschbaren Gehäuse, einem in dem Gehäuse ausgebildeten Tunnel und mit einem in diesem gelagerten mit einer Kraftübertragungseinrichtung verbundenen Propeller besteht, die als Normteil gelagert zu einer Rationalisierung des Baues von Schiffen mit Querstrahlrudern beitragen soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Querstrahlsteuer für Schiffe zu schaffen, mit dem trotz kleinster Abmessungen ein grosser Schub bei gleichzeitiger Geräuschverminderung und Vermeidung von Vibrationen erreichbar ist, das darüber hinaus einfach ein-und ausbaubar ist und das keine Zentrierung nach dem Einbau in den Tunnel erforderlich macht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Querstrahlsteuer für Schiffe gemäss der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäss in der Weise ausgebildet ist, dass der Propeller in an sich bekannter Weise in einem Ejektorring mit zur Propellerachse koaxialer Achse angeordnet ist und dass das tunnelartige Gehäuse einen mehreckigen Querschnitt aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Propeller mit dem Ejektorring an einem den Propellerantrieb bzw. das Getriebe aufnehmenden Lagergestell angeordnet, das am tunnelartigen Gehäuse verschiebbar und in verschiedenen Stellungen arretierbar befestigt ist. Vorteilhafterweise weist das tunnelartige Gehäuse den Querschnitt eines gleichseitigen Sechseckes auf. Das Flächenverhältnis von Propeller- zu Gehäusequerschnitt beträgt etwa 1 : 2.
Ein derart ausgebildetes Querstrahlsteuer ist einfach herstellbar und sein Einbau kann kurz vor Fertigstellung eines Schiffes erfolgen. Ein Ausrichten des Propellers in dem tunnelartigen Gehäuse ist nicht mehr erforderlich. Durch die verschiebbare Anordnung des Lagergestells mit dem Propeller und dem
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Ejektorring im tunnelartigen Gehäuse ist die Möglichkeit des Ausrichtens des Propellers auf See in
Anpassung an jeweilige Erfordernisse möglich, wozu das Lagergestell dann mit entsprechenden
Verstellvorrichtungen versehen ist. Die Wasserströmung hat auf Grund der konstruktiven Ausbildung des tunnelartigen Gehäuses einen längeren Weg um die durch das Profil des tunnelartigen Gehäuses gegebenen
Eckbereiche, wodurch der Propeller im direkten Wasserstrom liegt.
Ein Schubgewinn wird mit dem
Querstrahlsteuer durch die Ejektorwirkung und durch die Strömungsordnung am Ort des Propellers sowie ferner durch die verringerten Reibungsverluste erzielt, da der Ejektorring gegenüber konventionellen
Tunnelausführungen sehr kurz bemessen ist. Die Eckbereiche des tunnelartigen Gehäuses mit mehreckigem
Querschnitt bewirken, dass die Strömung einen langen Weg zurücklegt und somit den Propeller axial geordnet beaufschlagt. Der durch den Propeller erzeugte Wasserstrom erzeugt in seinen Randbereichen
Wirbel und induziert eine Sekundärströmung innerhalb des tunnelartigen Gehäuses, die zu der
Propellerströmung gleichgerichtet ist. Hiedurch wird der Massedurchsatz erhöht und somit der erzielbare
Schub vergrössert.
Es ist somit auch möglich, gegenüber reinen Schubantrieben ohne Ejektorwirkung kleinere Propeller mit höheren Drehzahlen zu verwenden, ohne dass insgesamt ein Schubverlust eintritt.
Darüber hinaus wird durch die räumliche Trennung des Propellers vom Schiffskörper und durch den geordneten axialen Strömungszufluss am Orte des Propellers verhindert, dass kavitationsbedingte Druckstösse und damit Geräusche in vollem Umfang auf den Schiffskörper übertragen werden können. Es wird somit durch rein konstruktive Massnahmen ohne zusätzliche Dämmittel eine Geräuschdämpfung erzielt.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen Fig. l ein tunnelartiges Gehäuse mit in diesem angeordneten Propeller mit
Ejektorring, teils in einer Seitenansicht, teils in einem senkrechten Schnitt und Fig. 2 einen senkrechten
Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1.
In den Fig. l und 2 ist mit --10-- ein im Schiffskörper ausgebildetes tunnelartiges Gehäuse bezeichnet, das vorzugsweise einen Querschnitt aufweist, der einem gleichseitigen Sechseck entspricht.
Jedoch auch andere vieleckige geometrische Formen können dem Querschnitt des tunnelartigen Gehäuses - zugrundegelegt werden.
In dem tunnelartigen Gehäuse --10-- ist ein Propeller --11-- mittels eines Lagergestells --15-angeordnet, das den Propellerantrieb bzw. das Getriebe für den Propeller aufnimmt. Die Anordnung des Propellers --11-- ist so getroffen, dass die mit --l1au bezeichnete Propellerachse parallel zur Tunnellängsachse verläuft. Der Propeller --11-- läuft in einem Ejektorring --20-- um, der im Bereich des Propellerumlaufes angeordnet ist. Wie Fig. 1 zeigt, kann der Ejektorring --20-- zur Erhöhung der Ejektorwirkung einen rautenförmigen Querschnitt aufweisen, der in Fig. 1 gestrichelt bei --20a-angedeutet ist, jedoch auch andere Querschnittsformen für den Ejektorring sind möglich.
Das tunnelartige Gehäuse --10-- und der Propeller --11-- mit dem Ejektorring --20-- bilden eine Einheit.
Die Anordnung des Lagergestells --15-- mit dem Propeller --11-- und seinem Ejektorring --20-- in dem tunnelartigen Gehäuse --10-- ist so getroffen, dass ein Verschieben der Gesamtanordnung in Richtung der Pfeile --Y, Y1-- möglich ist. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, in Anpassung an jeweils erforderliche Verhältnisse den Propeller durch Verschieben des Lagergestells --15-- zentrisch oder auch exzentrisch im tunnelartigen Gehäuse anzuordnen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Befestigung des Lagergestells --15-- erfolgt dann mittels in den Zeichnungen nicht dargestellter Flanschverbindungen, die in einem Langloch verschiebbar und in der jeweiligen Stellung arretierbar sind.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorangehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen. Abweichungen in der Ausbildung des Querschnittes des tunnelartigen Gehäuses und in der Anordnung des Propellers mit Ejektorring liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie eine andersartige Ausbildung des Ejektorringes. So besteht auch die Möglichkeit, ein tunnelartiges Gehäuse zu verwenden, das den Querschnitt einer Ellipse aufweist. Das Flächenverhältnis vom Propeller zum Querschnitt des tunnelartigen Gehäuses kann vorzugsweise 1 : 2 betragen, jedoch auch andere Flächenverhältnisse zwischen 1 : 2 bis 10 sind möglich, jedoch ist bei 1 : 2 eine gute Wirtschaftlichkeit gegeben.