DD210095A5

DD210095A5 - METHOD FOR DRIVING PROPELLER VEHICLES

Info

Publication number: DD210095A5
Application number: DD83253160A
Authority: DD
Inventors: Ramon Ruiz-Fornells; G Gonzalo Perez
Original assignee: Espanoles Astilleros
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1984-05-30
Also published as: PT77032B; JPS5996093A; FI832576A; DK332083A; KR840005402A; PT77032A; GR82298B; NO832600L; EP0100058A1; FI832576A0; PL243092A1; DK332083D0; BR8303846A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben von Propeller-Fahrzeugen, insbesondere Schiffen und ein propellergetriebenes Fahrzeug. Ziel ist es, den technisch-oekonomischen Aufwand zu senken und die Antriebsleistung zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Stroehmungsverhaeltnisse der Propeller-Duesenanordnung weiter zu verbessern. Als Loesung wird ein aus Flossen bestehender Hecktunnel vorgeschlagen, durch den ein Fluessigkeitsstrom ausgebildet wird, der durch einen Kanal angesaugt wird, unabhaengig von dem Fluessigkeitsstrom, der in einem hinteren Bereich des Schiffsrumpfes erzeugt wird. Das propellergetriebene Fahrzeug hat wenigstens eine Flosse, die an dem Schiffsrumpf angebracht ist.The invention relates to a method for driving propeller vehicles, in particular ships and a propeller-driven vehicle. The aim is to reduce the technical-economic effort and to increase the drive power. The object of the invention is to further improve the Stroehmungsverhaeltnisse the propeller Duesenanordnung. As a solution, there is proposed a fin tunnel consisting of fins, through which a liquid flow is drawn, which is sucked through a channel, independently of the liquid flow generated in a rear area of the ship's hull. The propeller driven vehicle has at least one fin attached to the hull.

Description

^" Berlin, 23. 11. 1983 AP B 63 B/253 160 62 728 24 ^ " Berlin, 23. 11. 1983 AP B 63 B / 253 160 62 728 24

Verfahren zum Antreiben von Propeller-Fahrzeugen und propellergetriebenes Fahrzeug _t Method for driving propeller vehicles and propeller driven vehicle _t

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben von Propeller-Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, und ein propellergetriebenes Fahrzeug, wobei zum Antrieb ein Propeller in Verbindung mit einer Düse verwendet wird. Die Erfindung wird im Fahrzeug-, vorzugsweise im Schiffsmaschinenbau, angewendet.The invention relates to a method for driving propeller vehicles, in particular ships, and a propeller-driven vehicle, wherein a propeller is used in conjunction with a nozzle for driving. The invention is used in vehicle, preferably in marine engineering.

Characteristic of the known technical solutions

Fahrzeuge, die zum Antrieb einen Propeller benutzen, sind bekannt. Die US-PS i. ,030 375 (Kort) beschreibt ein propellergetriebenes Schiff· In diesem Patent ist die Lehre enthalten, eine Düse in Verbindung mit einem Propeller zu verwenden, so daß der Flüssigkeitsstrom, in den Propeller zur Erzielung einer höheren Yiirtschaftlichkeit für den Propeller verbessert ist·Vehicles that use a propeller to drive are known. The US PS i. , 030 375 (Kort) describes a propeller driven ship. This patent teaches to use a nozzle in conjunction with a propeller so that the flow of fluid into the propeller is improved for greater propeller performance.

Die US-PS 3 677 660 zeigt einen propeller in Verbindung mit einer Düse nach Kort, bei der die Düse modifiziert ist, um die Schwierigkeiten auszuschalten, die beim Auftreten von festen Partikeln oder Teilen in dem Flüssigkeitsstrom auftreten.U.S. Patent 3,677,660 shows a propeller in conjunction with a Kort nozzle in which the nozzle is modified to eliminate the difficulties encountered in the presence of solid particles or parts in the liquid stream.

Bei der Düse nach Kort tritt der Mangel einer Kavitation auf, die durch Wirbel an den Propellerblattspitzen ausgebildet wird· Jüngste Ausführungsformen haben, wie dies nachstehend in Verbindung mit der US-PS 4 288 223 und der US-Patentanmeldung Nr₀ 259 680 beschrieben ist, dieseIn the nozzle according to Kort the lack of cavitation occurs, which is formed by vortex at the propeller blade tips · have Recent embodiments, as described in connection with the US-PS 4,288,223 and US Patent Application No. _0259680 hereinafter, these

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Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigt, und diese Ausfüh~ rungsformen verwenden ebenfalls eine Düse. Eine zweite Art der Kavitation wird auf der Saugseite der Propellerblätter erzeugt. Diese Kavitation wird als. sogenannte Blattkavitation bezeichnet, und sie kann nachteilige Schwingungen in dem Schiffskörper verursachen*Trouble substantially eliminated, and these embodiments also use a nozzle. A second type of cavitation is created on the suction side of the propeller blades. This cavitation is called. so-called blade cavitation, and it can cause adverse vibrations in the hull *

Während die Düse nach Kort einen vollständig in der Düse angeordneten Propeller verwendet, hat es sich gezeigt, daß jüngst entwickelte Anordnungen, die einen Propeller hinter der Düse vorsehen, äußerst wirtschaftlich sind. Der Propeller hat quer verlaufende Kopfplatten, die sich von den Spitzen jedes Propellerblattes erstrecken.While the Kort nozzle utilizes a propeller disposed entirely within the nozzle, it has been found that recently developed arrangements providing a propeller behind the nozzle are extremely economical. The propeller has transverse head plates that extend from the tips of each propeller blade.

Selbst wenn die Propellerblätter mit den von den Propellerblattspitzen sich erstreckenden, quer verlaufenden Kopfplatten genau entworfen und ausgeführt sind, so daß sich vom theoretischen Standpunkt her begrenzte Zirkulationswerte (oder Belastungswerte) an den Spitzenabschnitten der Propellerblätter erzielt werden, so wird eine solche Zirkulation (oder Belastung) in der Praxis tatsächlich nicht erreicht wegen des Phänomens der Stromungstrennung, das bei dem Anliegen der Strömung an den Kopfplatten an den Spitzenabschnitten des Propellers erzeugt wird, während der Propeller das Schiff antreibt. Aus diesem Grund ist die Ausführung dieser Art von Propeller häufig unbefriedigend.Even if the propeller blades are designed and constructed with the transverse head plates extending from the propeller blade tips, so that theoretically limited circulation values (or load values) are obtained at the tip sections of the propeller blades, such circulation (or strain) will be achieved In practice, this is not achieved in practice because of the flow separation phenomenon that is created by the flow of the head plates to the tip sections of the propeller while the propeller is propelling the ship. For this reason, the execution of this type of propeller is often unsatisfactory.

Der Antriebswirkungsgrad von Schiffen mit Propellern dieses Tvps wird wesentlich verbessert, wenn der flüssigkeitsstrom auf die Kopfplatten unter stoßfreien Bedingungen unabhängig von der Schiffsgeschwindigkeit und der PropellerdrehzahlThe propulsion efficiency of ships with propellers of this Tvps is significantly improved when the fluid flow to the head plates under bumpless conditions regardless of the ship speed and the propeller speed

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auftrifft. Zur Schaffung geeigneter Mittel zur Erzeugung _t derart stoßfreier Bedingungen in der tatsächlichen Praxis ist die US-PS 4 288 223 auf eine Kombination eines Schiffspropellers in Itfebeneinanderstellung mit einem nicht drehbaren, rohrförmigen Kanal gerichtet, bei der der Propeller eine Achse, einen Durchmesser und eine Anzahl von Propellerblättern besitzt, wobei jedes Propellerblatt (a) einen Spitzenradius, (b) eine feste Kopfplatte und (c) eine rück-( ⁼' wärtige oder Saugseite hat, wobei der rohrförmige Kanal (d) koaxial zu dem Propeller verläuft und versetzt von dem Propeller und auf der rückwärtigen oder Saugseite des Propellers angeordnet ist, sowie (e) in wirksamer Weise Mittel besitzt, um eine geometrische Figur auszudehnen, die bei der Rotation der festen Kopfplatten um die Achse erzeugt wird (durch einen Querschnitt einer axialen Ebene durch den Spitzenradius eines Propellerblattes mit der festen Kopfplatte), (f) mit einem Innenradius an einer Stelle angrenzend an die feste Kopfplatte, der etwa dem der geometrischen Figur an einer Stelle entspricht, die dem. Kanal am nächsten liegt, wobei (g) Mittel zur Leitung der Flüssigkeit zur rückwärtigen oder Saugseite des Propellers vorgesehen sind und (h) eine Länge an ihren kürzesten Stellen haben, die wenigstens 20 % und höchstens dem Zweifachen dieses Durchmessers entspricht.incident. In order to create a suitable means for producing such shock-free conditions _t in actual practice, U.S. Patent No. 4,288,223 is directed to a combination of a ship propeller in Itfebeneinanderstellung with a non-rotatable, tubular channel in which the propeller an axis, a diameter and a number has of propeller blades, each propeller blade (a) a tip radius, (b) wärtige a fixed headstock and (c) a rear ⁽⁼ 'or has suction side, wherein the tubular channel (d) is coaxial with the propeller and offset from the And (e) effectively has means for expanding a geometric figure created upon rotation of the fixed head plates about the axis (through a cross section of an axial plane through the tip radius a propeller blade with the fixed top plate), (f) with an inner radius at a position adjacent to the solid head plate, which approximately corresponds to that of the geometrical figure at a place, that the. (G) means for directing the liquid to the rear or suction side of the propeller are provided and (h) have a length at their shortest points, which corresponds to at least 20 % and at most twice this diameter.

Der Inhalt der US-Patentanmeldung ITr. 259 680 bezieht sich auf die US-PS 4 <i88 223 und ist auf ein Verfahren und einen Gegenstand gerichtet« Das Verfahren erhöht den Antriebswirkungsgrad eines propellergetriebenen Schiffes in einem flüssigen Medium (1) durch die Ausrüstung eines Schiffes mit einem Propeller und Propellerblättern, von denen jedeThe content of US patent application ITr. 259,680 relates to US Pat. No. 4,188,223 and is directed to a method and article. The method increases the propulsive efficiency of a propeller driven ship in a liquid medium (1) by equipping a ship with a propeller and propeller blades each one

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Spitze eine getrennt "befestigte, abschließende Kopfplatte hat, die für begrenzte Zirkulationswerte (oder Belastungswerte) an den Propellerblattspitzen ausgelegt ist und (2) das. flüssige Medium in einem im wesentlichen stoßfreien Strom oder einem geschichteten Strom zu den und an den abschließenden Kopfplatten vorbeileitet. Die Vorrichtung ist eine Kombination eines (1) Schiffspropellers mit einer Anzahl von Propellerblättern, von denen jedes Blatt einen Spitzenabschnitt mit einer getrennt befestigten Kopfplatte oder abschließenden Platte mit vorbestimmter Ausrichtung hat, die sich von dem Spitzenabschnitt in Querrichtung erstreckt und für begrenzte Zirkulations-werte (oder Belastungswerte) an den Spitzenabschnitten bemessen ist, und (2) mit einem rohrförmigen Kanal zur Leitung aer Flüssigkeit, (die durch den Kanal hindurchgeht und die Spitzenabschnitte berührt) zur Herstellung einer solchen Berührung, die im wesentlichen parallel zur Ausrichtung der Kopfplatten oder der abschließenden Platten verläuft, wobei der rohrförrnige Kanal angrenzend an und versetzt von oder um den Schiffspropeller sowie koaxial zu diesem verläuft«Tip has a separate, fixed head plate designed for limited circulation (or load) values at the propeller blade tips, and (2) the liquid medium passes in a substantially shock-free stream or stratified stream to and past the final head plates. The apparatus is a combination of (1) ship's propeller with a number of propeller blades, each blade having a tip section with a separately mounted head plate or final plate of predetermined orientation extending transversely from the tip section and for limited circulation values (US Pat. and load values) at the tip sections, and (2) having a tubular duct for conducting the fluid (passing through the channel and contacting the tip sections) for making such contact substantially parallel to the alignment of the head plates or the a with the tubular duct adjacent and offset from or coaxial with the ship's propeller. "

Sin schwieriges Problem bei der Verwendung einer Düse ist ein Phänomen, wodurch der Flüssigkeitsstrom um den Heckbereich des Schiffskörpers durch den Flüssigkeitsstrom in die Düse gestört werden kann und somit den Propellerwirkungsgrad vermindert, Haenteile einer solchen Störung können durch die Verringerung der Größe der Zirkulation verringert werden, die durch die Düse erzeugt wird« Jedoch vermindert die Reduzierung der Zirkulation den Druck, der durch die Düse erzeugt wird, und sie verringert seinerseits die Fähigkeit der Düse, den Antrieb zu unterstützen«A troublesome problem with the use of a nozzle is a phenomenon whereby the flow of liquid around the stern of the hull can be disturbed by the flow of liquid into the nozzle, thus reducing the propeller efficiency. Haem parts of such a disturbance can be reduced by reducing the size of the circulation. However, reducing the circulation reduces the pressure generated by the nozzle and, in turn, reduces the ability of the nozzle to assist the drive.

62 728 24 - 5 Ziel der Erfindung 62 728 24 - 5 Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Aufwand zu senken und die Antriebsleistung zu erhöhen.The aim of the invention is to reduce the technical and economic effort and to increase the drive power.

Explanation of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum ( "; Antreiben von Propeller—Fahrzeugen'zu schaffen, bei dem. der störende Einfluß einer Plüssigkeitsströmung über einen Schiffsrumpf auf den Flüssigkeitsstrom in eine Propeller-Kanal-Kombination verhindert wird«The object of the invention is to provide a method for "propelling propeller vehicles" in which the disturbing influence of a liquid flow over a ship's hull on the fluid flow into a propeller-duct combination is prevented.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein propellergetriebenes Fahrzeug, insbesondere Schiffe, mit einem Schiffsrumpf und einer zu einem Propeller zum Antrieb des Schiffsrumpf es durch eine Flüssigkeit gehörenden Düse zu schaffen, bei dem die Wechselwirkung zwischen der Düse und dem Flüssigkeitsstrom im Heckbereich des Schiffes verbessert wird.It is another object of the invention to provide a propeller-driven vehicle, in particular ships, with a hull and a nozzle belonging to a propeller for driving the hull by a liquid nozzle, wherein the interaction between the nozzle and the liquid flow in the rear of the ship improves becomes.

Ferner ist es Aufgabe, eine große Zirkulation um die vorhandene Düse zu ermöglichen, so daß die Düse einen ausgeprägten Druck auf das Schiff ausüben kann, und ζήei Flossen zur Bildung eines- Tunnels zu schaffen, um den Flüssigkeitsstrom im Heckbereich des Schiffes zu verbessern*.It is also an object to allow a large circulation around the existing nozzle, so that the nozzle can exert a pronounced pressure on the ship, and ζήei fins to form a tunnel to create, to improve the liquid flow in the rear of the ship *.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Mittel zur Ausbildung eines Flüssigkeitsstromes vorgesehen sind, der durch einen Kanal angesaugt wird, unabhängig von dem Flüssigkeitsstrom, der in einem hinteren Bereich des Schiffsrumpfes erzeugt wird. Die besagten Mittel sind einAccording to the invention the object is achieved in that means are provided for forming a liquid flow, which is sucked through a channel, regardless of the liquid flow, which is generated in a rear region of the hull. The said means are one

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Hecktunnel, der aus zwei Flossen besteht, die sich von dem Schiffsrumpf nach außen erstrecken und wenigstens teilweise den Kanal umfassen. Das propellergetriebene Fahrzeug hat wenigstens eine Flosse, die an dem Schiffsrumpf angebrachtist, um zu vermeiden, daß ein in die Düse eintretender Flüssigkeitsstrom durch den Schiffsrumpf ungünstig beeinflußt wird. Ss können auch zwei derartige Flossen angeordnet sein, die einen in Längsrichtung sich erstreckenden Tunnel bilden, der wenigstens in Stromrichtung oberhalb der Düse angeordnet ist» Dieser Tunnel kann ein integraler Teil des Schiffsrumpfes sein oder er kann einem vorhandenen Schiffsrumpf, beispielsweise durch Anschweißen, hinzugefügt werden« Zusätzlich zur Erhöhung der Effektivität können die Flossen gemäß der Erfindung wesentlich die Blattkavitation reduzieren oder ausschalten durch Trennung eines oberen Stromteiles von einem unteren Stromteil und durch eine wesentliche Erhöhung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes in die Düse« Die Geschwindigkeit des Flüssigkeits— stromes wird an dem oberen Teil der Düse wesentlich erhöht, der der Bereich ist, der für die Reduzierung der Blattkavitation von besonderer Bedeutung ist.Tail tunnel consisting of two fins extending outward from the hull and at least partially embracing the channel. The propeller driven vehicle has at least one fin attached to the hull to avoid adversely affecting a liquid flow entering the nozzle through the hull. It is also possible for two such fins to be arranged, which form a longitudinally extending tunnel which is arranged at least upstream of the nozzle. This tunnel can be an integral part of the hull or it can be added to an existing hull by welding, for example "In addition to increasing efficiency, the fins of the invention can significantly reduce or eliminate blade cavitation by separating an upper flow portion from a lower flow portion and substantially increasing the velocity of the liquid flow into the nozzle." The velocity of the liquid flow becomes high Part of the nozzle significantly increased, which is the area that is of particular importance for the reduction of leaf cavitation.

Der Abstand von einer Mittelebene des Schiffsrumpfes bis zu einer äußeren Kante einer der Flossen ist größer als ein Viertel des Durchmessers der Düse. Der Abstand kann auch geringer als der Düsendurchmesser sein* Eine Außenfläche der Düse ist einer Innenfläche der Flossen benachbart und ein senkrechter Abstand zwischen der inneren Fläche und der äußeren Fläche ist, gemessen in einer Ebene quer zu der Mittelebene, ungleich zu einem senkrechten Abstand zwischen den Innen- und Außenflächen, gemessen in einer im Abstand befindlichen parallelen Ebene,The distance from a midplane of the hull to an outer edge of one of the fins is greater than a quarter of the diameter of the nozzle. The distance may also be less than the nozzle diameter. An outer surface of the nozzle is adjacent to an inner surface of the fins and a vertical distance between the inner surface and the outer surface, measured in a plane transverse to the midplane, is unequal to a perpendicular distance between the Inner and outer surfaces, measured in a spaced parallel plane,

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Die Länge wenigstens einer Flosse oder der Flossen ist größer als ein Fünfundzwanzigste! der Länge des Schiffsrumpf es und kleiner als ein Viertel der Länge des Schiffsrumpfes,The length of at least one fin or fins is greater than a twenty-fifth! the length of the ship's hull and less than a quarter of the length of the hull,

Entsprechend einer weiteren Variante der Erfindung ist eine Kombination eines Propellers zum Antrieb des Schiftsrumpfes durch eine Flüssigkeit, eines Kanals zur Richtung einer Strömungsflüssigkeit zu dem Propeller und vjenigstens einer ("*) Flosse, die an dem Schiffsrumpf angebracht ist, vorgesehen, um zu verhindern, daß der über dem Schiffsrumpf entlanggehen· de Flüssigkeitsstrom den Flüssigkeitsstrom in den Kanal ungünstig beeinflußt. Der Kanal rotiert nicht und hat eine Anzahl von Propellerblättern, die um eine gemeinsame Achse rotieren* An jedem Ende eines Propellerblattes ist eine Kopfplatte angebracht, wobei der Kanal koaxial- zu dem Propeller verläuft und von diesem einen Abstand hat·According to a further variant of the invention, a combination of a propeller for propelling the fuselage through a liquid, a channel for the direction of a flow fluid to the propeller and at least one ("*) fin mounted on the hull is provided to prevent The channel does not rotate and has a number of propeller blades that rotate about a common axis. * At each end of a propeller blade, a top plate is attached, the channel being coaxial. runs to the propeller and has a distance from this ·

Der Abstand von der Mittelebene des Schiffsrumpf es . zu einer äußeren Kante zu der wenigstens einen Flosse ist größer als ein Viertel eines Durchmessers des Kanals und geringer als der Durchmesser des Kanals.The distance from the median plane of the ship's hull is. to an outer edge to the at least one fin is greater than a quarter of a diameter of the channel and less than the diameter of the channel.

Die Länge der wenigstens einen Flosse ist großer als ein FünfundzTßanzigstel der Länge des Schiffsrumpfes und kleiner als .ein Viertel dieser Länge.The length of the at least one fin is greater than a five and one-tenth of the length of the hull and less than one-fourth of that length.

Es können in dieser Kombination auch z-#ei Flossen vorgesehen sein, die einen Hecktunnel bilden. Die Länge der Düse ist geringer als der Propellerdurchmesser und größer als 0,1 mal dem Propellerdurchmesser.It may also be provided in this combination z- # ei fins that form a Hecktunnel. The length of the nozzle is less than the propeller diameter and greater than 0.1 times the propeller diameter.

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Das "bevorzugte Beispiel der Erfindung ist eine Kombination einer (a) vorbeschriebenen Propeller-Kanal-Anordnung gemäß der US-PS 4 288 223 oder US-Patentanmeldung Ir. 259 680, bei der der Kanal die Flüssigkeit in stoßfreier Weise zu den quer verlaufenden Kopfplatten führt, wobei (b) zwei den Hecktunnel über dein Propeller und dem Kanal bildende Flossen vorhanden sind« Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Propeller-Düsen-Anordnungen an?!iendbar.The "preferred example of the invention is a combination of a (a) propeller-channel arrangement as described in US Patent 4,288,223 or US Patent Appl. Ir. 259,680, in which the channel provides the liquid in a shock-free manner to the transverse head plates (b) there are two fins forming the tail tunnel over your propeller and the duct. However, the invention is also applicable to other propeller nozzle arrangements.

Die erfindungsgemäßen Flossen können bei einer beliebigen Propeller-Düsen-Kombination verw-endet werden, um eine merklich verbesserte Leistung zu erzielen. Das bevorzugte Beispiel sollte nicht in einer Weise ausgelegt werden, die den Erfindungsgedanken begrenzt oder einengt. Die Beschreibung der mit der Erfindung erreichten verbesserten Strömung ist für alle Arten von Propeller-Düsen-Kombinationen erzielbar.The fins of the invention can be used in any propeller-nozzle combination to achieve significantly improved performance. The preferred example should not be construed in a manner that limits or limits the spirit of the invention. The description of the improved flow achieved with the invention is achievable for all types of propeller-nozzle combinations.

Aus führungs b eisρ i e1Guid e e i1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden* In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment * In the accompanying drawings show

Fig» 1: eine schematische Seitenansicht eines Schiffes, das Flossen gemäß der Erfindung verwendet,.Fig. 1: a schematic side view of a ship using fins according to the invention.

Fig. 2: eine schematische Rückansicht der linken Hälfte eines Schiffes gemäß der Erfindung undFig. 2 is a schematic rear view of the left half of a ship according to the invention and

Fig. 3: eine Darstellung von bevorzugten Propeller-Kanal-Gestaltungen,3 is an illustration of preferred propeller channel designs;

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Pig· 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Heckabscianittes eines Schiffes. Sin Schiffsrumpf 2 trägt einen Propeller 4 zur Drehung um eine Achse 6. Jedes Blatt des Propellers trägt eine in Querrichtung verlaufende Kopfplatte 5 zur Erzeugung einer begrenzten Zirkulation» Eine Düse oder Kanal 8 ist an dem Schiffsrumpf 2 angrenzend an dem Propeller 4 oder überlappend mit diesem angebracht. Der Zweck dieses Kanals besteht darin, den Flüssigkeitsstrom in den Propeller zur Erhöhung der Wirksamkeit des Propellers zu leiten und einen stoßfreien Strom zu den Kopfplatten herzustellen« Bin Ruderlager. 10 trägt ein Ruder 12, das zur Steuerung der Schiffsbewegungsrichtung verwendet wird.Pig Fig. 1 shows a schematic side view of a stern section of a ship. The ship hull 2 carries a propeller 4 for rotation about an axis 6. Each blade of the propeller carries a transversely extending top plate 5 to provide limited circulation. "A nozzle or duct 8 is adjacent or overlapping the hull 2 adjacent the propeller 4 appropriate. The purpose of this channel is to direct the flow of fluid into the propeller to increase the efficiency of the propeller and to produce a shock-free flow to the top plates. "Bin Rudder Bearing. 10 carries a rudder 12, which is used to control the direction of ship movement.

Wie oben erwähnt, besteht eine Schwierigkeit bei einer Propeller-Kanal-Konstruktion darin, daß der Strom um den Schiffsrumpf 2 eine Wechselwirkung mit dem Strom durch die Düse 8 aufweist und diesen Strom durch die Düse 8 beeinflußt. Wenn Flüssigkeit um den Schiffsrumpf strömt, wird ein erstes Strömungsmuster erzeugt, und diese Strömung wird auf die Düse geleitet. Die Düse erzeugt ein zweites Strömungsmuster, das nicht zu dem ersten Strömungsmuster paßt, sondern dieses erste Strömungsmuster stört.As mentioned above, one difficulty with a propeller-channel design is that the flow around the hull 2 interacts with the flow through the nozzle 8 and affects that flow through the nozzle 8. As liquid flows around the hull, a first flow pattern is created and this flow is directed to the nozzle. The nozzle creates a second flow pattern that does not match the first flow pattern but interferes with this first flow pattern.

Figo 1 zeigt eine Flosse 14, die an dem Heckbereich des Schiffsrumpfes 2 angebracht ist, Diese Flosse erstreckt sich in Längsrichtung entlang des Hecks, und sie ist vorzugsweise in der Lange von vorn nach hinten zwischen 725 und 74 der IMnge des Schiffes bemessen«FIG. 1 shows a fin 14 attached to the stern portion of the hull 2. This fin extends longitudinally along the stern and is preferably dimensioned longitudinally from front to rear between 725 and 74 of the length of the ship.

Die Flosse 14 ist an dem Schiff an einer Fläche angebracht, die sich zwischen den Kanten 16 und 18 der Flosse erstreckt. Eine äußere Flache der Flossenkurve verläuft in einem BogenThe fin 14 is attached to the vessel on a surface extending between the edges 16 and 18 of the fin. An outer surface of the fin curve runs in an arc

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von der Kante 16 zu einer äußersten Kante 20, und eine innere Fläche verläuft im Bogen von der äußersten Kante 20 zurück au dem Schiffsrumpf an der Kante 18. Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich die Flosse von einer Stelle vor der Düse zu einer Stelle unmittelbar hinter der Düse» Dies ist eine bevorzugte Anordnung der Flosse, Jedoch ^ird es für den Fachmann leicht verständlich sein, daß die Anfangs- und Bndstellen der Flosse et^as verändert werden können· Die Länge der Düse 8, gemessen in einer im allgemeinen parallelen Richtung zu der Länge der Flosse, ist vorzugsweise geringer als der Propellerdurchmesser und größer als 0,1 mal dem Propellerdurchmesser*from the edge 16 to an outermost edge 20, and an inner surface arcuately extends from the outermost edge 20 back to the hull at the edge 18. As can be seen in Figure 1, the fin extends from a location in front of the nozzle to a location immediately behind the nozzle. "This is a preferred arrangement of the fin. However, it will be readily understood by those skilled in the art that the starting and connecting points of the fin et al. can be varied a generally parallel direction to the length of the fin, is preferably less than the propeller diameter and greater than 0.1 times the propeller diameter *

Fig. 2 zeigt eine Rückansicht der linken Hälfte des Hecks. Eine senkrechte Mittelebene 22 ist durch eine Linie angegeben,, und die anderen Linien zeigen schematisch die Außenkontur 24 eines 'typischen Schiffsrumpfes im Heckbereich. Die Flosse 14 besitzt eine weitere Fläche 26, die sich zwischen den Kanten 16 und 20 erstreckt, soviie eine innere Fläche 28, die sich zwischen den Kanten 18 und 20 erstreckt. Die Düse 8 hat eine Außenfläche 9, die von der Innenfläche 28 einen Abstand hat.Fig. 2 shows a rear view of the left half of the rear. A vertical center plane 22 is indicated by a line, and the other lines schematically show the outer contour 24 of a typical ship hull in the rear area. The fin 14 has another surface 26 extending between the edges 16 and 20, as well as an inner surface 28 extending between the edges 18 and 20. The nozzle 8 has an outer surface 9 which is spaced from the inner surface 28.

Der bevorzugte Abstand zv/ischen der Mittelebene 22 und der Kante 20 in einer senkrechten Ebene quer zu der Mittelebene 22 und an der äußersten vorderen Stelle der Düse liegt zwischen dem Düsendurchmesser und ¹/4 des Düsendurchmessers, Die radiale -Entfernung zwischen der äußeren Fläche 9 der Düse und der inneren Fläche 28 des Kanals liegt vorzugsweise zwischen 0,05 mal dem Düsendurchmesser und 0,5 mal dem Düsendurchniesser.The preferred distance zv / regard to the center plane 22 and the edge 20 in a vertical plane transverse to the central plane 22 and is located at the extreme forward point of the nozzle between the nozzle diameter, and ^1/4 of the nozzle diameter, the radial -distance between the outer surface 9 The nozzle and inner surface 28 of the channel is preferably between 0.05 times the nozzle diameter and 0.5 times the nozzle sparger.

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Die Flosse kann zu der Düse unter einem Winkel so angeordnet sein, daß der senkrechte Abstand zwischen der äußeren Fläche der Düse und der inneren Fläche einer Flosse in Längsrichtung variiert.The fin may be disposed at an angle to the nozzle such that the vertical distance between the outer surface of the nozzle and the inner surface of a fin varies longitudinally.

Während die Fig* 1 und 2 nur eine einzelne Flosse zeigen, sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Flossen vorgesehen, die symmetrisch zu der in Fig. 2 gezeigten Mittelebene 22 liegen.While FIGS. 1 and 2 show only a single fin, in a preferred embodiment two fins are provided which are symmetrical to the midplane 22 shown in FIG.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Propeller-Kanal-Ausgestaltung. Der Kanal 8 erzeugt einen Flüssigkeitsstrom, der die Kopfplatten 5 unter stoßfreien Bedingungen berührt. Wenn die Flossen 14 in Verbindung mit der Propeller-Kanal-Ausgestaltung der Fig. 3 verwendet werden, wird eine deutlich verbesserte Leistung erzielt.Fig. 3 shows a preferred propeller channel design. The channel 8 creates a liquid flow which contacts the head plates 5 under bumpless conditions. When the fins 14 are used in conjunction with the propeller channel design of Fig. 3, a significantly improved performance is achieved.

Für den Fachmann ergibt sich, daß eine Erhöhung der An-. triebseffektivität durch den Hecktunnel gemäß der Erfindung verursacht wird. Diese vergrößerte Effektivität ist ein Ergebnis der Vergrößerung der Effektivitäten des Schiffsrumpfes und des Propellers im offenen Wasser. Die Effektivität des Propellers im offenen 7/asser wird erhöht, da die Flüssigkeit die Düse mit einer höheren axialen Geschwindigkeit erreicht. Die Effektivität des Schiffsrumpfes ist deshalb verbessert, weil der Zähler der Effektivität vergrößert ist.For the expert it follows that an increase in the. operation efficiency is caused by the Hecktunnel according to the invention. This increased efficiency is a result of increasing the effectiveness of the hull and the propeller in open water. The efficiency of the propeller in the open tank is increased as the liquid reaches the nozzle at a higher axial velocity. The effectiveness of the hull is improved because the efficiency counter is increased.

Es ist festgestellt worden, daß die Düse einen ungünstigen Sog verursacht, der größer ist als der, der durch den Propeller allein erzeugt vyird, da die vordere Kante der Düse weiter vorn liegt als die vordere Kante der Propellerscheibe„It has been found that the nozzle causes an adverse suction that is greater than that generated by the propeller alone, since the leading edge of the nozzle is more forward than the leading edge of the propeller disk. "

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Eine Druckerniedrigung wiederum ergibt sich in dem Bereich vor einem Propeller, und eine Düse erzeugt einen zusätzlichen Sog» Das Ergebnis ist eine verworrene Flüssigkeitsströmung um das Heck. Diese verworrene Strömung wird in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung durch die Anwesenheit der Strömungsflossen 14 stabilisiert, und es wird somit eine merkliche Verbesserung der Effektivität des Schiffes erreicht.A pressure reduction in turn results in the area in front of a propeller, and a nozzle creates an additional suction »The result is a confused liquid flow around the tail. This kinked flow is advantageously stabilized in accordance with the invention by the presence of the flow fins 14, and thus a marked improvement in the effectiveness of the ship is achieved.

Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, können innerhalb des Erfindungsgedankens gemäß des Srfindungsanspruches Veränderungen vorgenommen werden, wie diese für den Fachmann offensichtlich sindoWhile a preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, within the spirit of the invention, variations may be made as those skilled in the art will appreciate

Eine Zusammenfassung der bevorzugten Abmessungen wird nachfolgend dargestellt:A summary of the preferred dimensions is shown below:

(2) 0,1 D_p < G <1.0D_p (2) 0.1 D _p <G <1.0E _p

(4.) D + 100 mm <D_t < 1.6 D(4.) D + 100 mm <D _t <1.6 D

(5) 0.05 D₊ ^h <0.5 D^(5) 0.05 D ₊ ^ h <0.5 D ^

Die vorstehenden Ausdrücke sind nachfolgend definiertThe above expressions are defined below

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L ist die gesamte Länge des Schiffes« L ist die gesamte Länge einer Flosse«L is the total length of the ship «L is the entire length of a fin«

D ist der Durchmesser des Propellers 4 einschließlich irgendeiner Kopfplatte 5«.D is the diameter of the propeller 4 including any top plate 5 ".

C ist die sich in Längsrichtung erstreckende Länge des Kanals 8.C is the longitudinally extending length of the channel 8.

D₊ ist der Innendurchmesser des Kanals.D ₊ is the inner diameter of the channel.

b ist der Abstand von einer senkrechten Mittelebene 22 zu einer äußeren Kante 20 einer Flosse, gemessen in einer Ebene quer zu der Mittelebene, die an dem vordersten Teil der Düse angeordnet ist,b is the distance from a vertical median plane 22 to an outer edge 20 of a fin measured in a plane transverse to the median plane located at the foremost part of the nozzle;

h ist der radiale Abstand zwischen der äußeren Fläche der Düse und der inneren Fläche 28 des Kanals,h is the radial distance between the outer surface of the nozzle and the inner surface 28 of the channel,

Claims

62 728 24 - 14 - Right to claim

Anspruch [en] A method of propelling propeller vehicles having a hull and a propeller-channel combination, characterized in that means are provided for forming a fluid stream which is drawn in through a channel, independently of the fluid.

, flow generated in a rear area of the ship's hull »

2. Method according to item 1, characterized in that said means are a heck tunnel consisting of two fins extending outwardly from the hull and at least partially comprising the channel.

3. Propeller driven. Vehicle comprising a hull and a nozzle associated with a propeller for propulsion of the hull by a liquid for carrying out the method according to item 1, characterized in that at least one fin (14) is provided which is attached to the hull (2). to avoid that a flow of liquid entering the nozzle (8) is adversely affected by the hull;

4. Vehicle according to item 3, characterized in that two such fins are arranged, which form a longitudinally extending tunnel which is at least partly arranged in the liquid flow in the flow direction above the nozzle (8),

5 · vehicle according to point 4 », characterized in that the

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from a median plane (22) of the hull (2) to an outer edge (20) of one of the fins (14) is greater than a quarter of the diameter of the nozzle (8).

6 «vehicle according to item 5, characterized in that the distance is less than the nozzle diameter.

7. Vehicle according to item 6, characterized in that a

"Outer surface of the nozzle (8) of an inner surface (28) of the fins (14) is adjacent and that a perpendicular distance between the inner surface (26) and the outer surface (28) measured in a plane transverse to the median plane (22) 'is not equal to a vertical distance between' the inner and outer surfaces measured in a spaced parallel plane.

8. Vehicle according to item 3, characterized in that the length of the at least one fin is greater than a twenty-fifth of the length of the hull and smaller than one quarter of the length of the hull.

Vehicle according to item 7, characterized in that the length of the fins is greater than a fifteen-fivefold of the length of the hull and less than one quarter of the length of the hull.

10. Vehicle according to one of the points 3 to 9, characterized in that a combination of a hull (2), a propeller (4) for driving the hull by a liquid, a channel (8) to the direction of a flow liquid to the propeller (4 ) and at least one fin (14) attached to the hull (2)

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is provided to prevent the liquid flow passing over the hull from adversely affecting the flow of liquid in the channel;

11. Vehicle according to item 10, characterized in that the channel (8) does not rotate and that the propeller (4) has a
Number of propeller blades, which rotate about a common axis (6), and that at each end of a propeller blade, a top plate (5) is mounted, wherein the channel (8) coaxial with the "propeller (4) extends and therefrom a distance Has.

12. A vehicle according to item 11, characterized in that the distance from the median plane (22) of the hull (2) to an outer edge (20) to the at least one fin (14) is greater than a quarter of a diameter of the Channel (8) and less than the diameter of the channel «

13. Vehicle according to item 12, characterized in that the length of the at least one fin is greater than a
Sixty-fifth of the length of the ship's hull and smaller than a quarter of that length. "

14. vehicle according to item 13 _5, characterized in that two fins (14) are provided, which form a heck tunnel,

15. Vehicle according to item 9, characterized in that the
Length of the nozzle is less than the propeller diameter and greater than 0.1 times the propeller diameter,

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