DD241056A1

DD241056A1 - DEVICE FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF SHIP PROPELLERS

Info

Publication number: DD241056A1
Application number: DD28085685A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Schmidt
Original assignee: Schiffbau Stammbetrieb K
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1986-11-26
Also published as: DE3620540A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hydrodynamik im Schiffbau. Ziel der Erfindung ist es, einen hoeheren Propellerwirkungsgrad zu erzielen und dabei eine zusaetzliche Vortriebskraft zu erzeugen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine entsprechende duesenfoermige Leitvorrichtung vor dem Propeller eine moeglichst gleichmaessige Nachstromverteilung im Propellerkreis zu erzielen, indem moeglichst viel Wasser mit relativ hoher Geschwindigkeit in den oberen Bereich des Propellerkreises gefuehrt und in eine annaehernd axiale Richtung umgelenkt wird. Zur Erfuellung dieser Aufgabe wird der in Form eines am Heck des Schiffes vor der oberen Haelfte des Propellerkreises angeordnete duesenfoermige Leitkoerper so gestaltet, dass er aus einem halbringfoermigen, annaehernd rotationssymmetrischen Oberteil gebildet wird, der mit mindestens zwei den unteren Abschluss des duesenfoermigen Leitkoerpers bildenden Stroemungsleitflossen fest verbunden ist. Fig. 2The invention relates to the field of hydrodynamics in shipbuilding. The aim of the invention is to achieve a higher propeller efficiency and thereby to generate an additional propulsive force. The invention has for its object to achieve as far as possible Nachstromverteilung in Propeller circle by a corresponding Duesenfoermige guide in front of the propeller by as much water at a relatively high speed in the upper part of the propeller circle is guided and deflected in an annaehernd axial direction as possible. To achieve this object, arranged in the form of a rear of the ship in front of the upper half of the propeller circle Duesenfoermige Leitkoerper is formed so that it is formed from a halbbringfoermigen, annaehernd rotationally symmetric shell, with at least two forming the lower end of the duesenfoermigen Leitkoerpers Stroemungsleitflossen connected is. Fig. 2

Description

Titel, der. ,ErfindungTitle, the. ,Invention

Vorrichtung zur Erhöhung des Wirkungsgrades von SchiffspropellernDevice for increasing the efficiency of ship propellers

Anw.e.n.clu.n.g.ag.e.b.i.e.t der .Erf.ladungAnw.e.n.clu.n.g.ag.e.b.i.e.t of the .ref.load

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Schiffspropellern in Form eines am Heck des Schiffes vor dem Schiffspropeller angeordneten düsenförrnigen Leitkörpers für Ein- und Mehrschraubenschiffe.The invention relates to a device for increasing the efficiency of ship propellers in the form of a arranged at the stern of the ship in front of the ship propeller nozzle-shaped guide body for single and multi-screw ships.

Charakte.ris t.ik. de_r. .b_:e.ka.rintea _t.e.c.h,ni,s.ch.e.n .LösungenCharacter.ris t.ik. the. .b _: e.ka.rintea _t.ech, ni, s.ch.en. Solutions

Gewöhnlich ist bei Einschraubenschiffen der Nachstrom in der oberen Hälfte der Propellerkreisfläche und insbesondere im Bereich der Mittschiffsebene groß. Bei völligen Schiffen beträgt die Propelleranströmgeschwindigkeit in diesem Bereich nur etwa 25 % der Schiffsgeschwindigkeit. Aber auch bei schlanken Schiffen beträgt die Anströmgeschwindigkeit hier nur etwa 33 % bis 50 % der Schiffsgeschwindigkeit.Usually, in the case of single-screw ships, the secondary flow is large in the upper half of the propeller circular area and in particular in the area of the midship level. In full ships, the propeller inflow speed in this range is only about 25% of the ship's speed. But even with slender ships, the approach velocity here is only about 33% to 50% of the ship's speed.

Im unteren seitlichen Bereich der Propellerkreisfläche ist die Anströmgeschwindigkeit annähernd gleich der Schiffsgeschwindigkeit.In the lower lateral area of the propeller circular area, the approach velocity is approximately equal to the ship's speed.

Der Schiffspropeller selbst wird für eine mittlere Anströmgeschwindigkeit mit annähernd axialer Strömungsrichtung ausgelegt. Tatsächlich weicht die reale Zuströmung erheblich hiervon ab. Das bedeutet, daß der Propeller nicht optimal ausgelegt werden kann, und es müssen erhebliche Wirkungsgradverluste hingenommen werden.The ship propeller itself is designed for a mean flow velocity with approximately axial flow direction. In fact, the real inflow deviates considerably from this. This means that the propeller can not be optimally designed, and considerable efficiency losses must be accepted.

Weiterhin treten durch diese ungleichen Zustromungsbedingungen große Kraftschwankungen am Propeller auf, die unzulässige Schiffsschwingungen erregen können.Furthermore occur by these unequal influx conditions large force fluctuations on the propeller, which can excite inadmissible ship vibrations.

Außerdem kann unter diesen Umständen der Propeller nicht kavitationsfrei entworfen werden. Im Gegenteil pulsiert die instationäre Kavitation am Propellerflügel mitunter sehr heftig, was zu Zerstörungen des Propellers, hohen Druckschwankungen an der Außenhaut und zu starken Propellergeräuschen führt.In addition, under these circumstances, the propeller can not be designed cavitation free. On the contrary, the transient cavitation on the propeller blade sometimes pulsates very violently, which leads to destruction of the propeller, high pressure fluctuations on the outer skin and excessive propeller noise.

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η 9.85- 283Sü: η 9.85- 283Sü:

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Propellerzuströmung zu vergleichmäßigen. Eine ideale rotationssymmetrische Propellerzuströrnung läßt sich jedoch nicht erreichen. Die effektivste Möglichkeit besteht darin, den Schiffskörper so zu gestalten, daß die Strömungsgeschwindigkeiten und -richtungen sich nur wenig ändern.There are several ways to even out the propeller inflow. However, an ideal rotationally symmetrical Propellerzuströrnung can not be achieved. The most effective way is to design the hull so that the flow velocities and directions change only slightly.

Eine Möglichkeit hierzu besteht in der Verwendung eines Heckwulstes (z. B. nach DD-AP 12 31 72).One possibility for this is the use of a Heckwulstes (eg according to DD-AP 12 31 72).

Auch durch die Verwendung offener Kanäle entlang der Schiffsaußenhaut oberhalb der Propellerwelle im Heckbereich, die die horizontale Wasserführung begünstigen (z. B. nach DE-OS 25 22 652), wird die Propellerzuströmung vergleichmäßigt.Also by the use of open channels along the outer skin of the ship above the propeller shaft in the rear area, which favor the horizontal water flow (eg., According to DE-OS 25 22 652), the propeller inlet is made uniform.

Da die bei Frachtschiffen erhebliche Verdrängung nicht rotations-V. symmetrisch um die Propellerwelle angeordnet werden kann, wird die Propellerzuströmung jedoch immer ungleichmäßig bleiben. Eine Möglichkeit diese Ungleichförmigkeiten hinzunehmen und sogar einige Vorteile daraus zu erschließen, besteht in der Verwendung eines asymmetrischen Hinterschiffes (z. 8. nach DE-OS 31 16 727). Durch die Verwendung des asymmetrischen Hinterschiffes wird der Propellerzustrom positiv beeinflußt. Das betrifft sowohl die Vermeidung der Ablösung als auch die Erzeugung eines Vordralls, der dem späteren Drall im Propellerstrahl entgegengesetzt ist und dadurch Drallverlusten entgegenwirkt. Viele der genannten Nachteile, die aus der ungleichförmigen Anströmung resultieren, bleiben jedoch erhalten.Since in cargo ships considerable displacement not rotation-V. However, the propeller inflow will always remain uneven. One way to accept these irregularities and even to derive some advantages from them is to use an asymmetric rear hull (eg according to DE-OS 31 16 727). The use of the asymmetric rear hull positively influences the propeller inflow. This concerns both the avoidance of detachment and the generation of a pre-whirl, which is opposite to the later swirl in the propeller jet and thus counteracts swirl losses. Many of the disadvantages mentioned, which result from the non-uniform flow, however, remain.

Weiterhin können die Zustromungleichförmigkeiten durch zusätzliche Anbauten am Schiffskörper (Anhänge, Leiteinrichtungen) verringert werden.Furthermore, the inflow irregularities can be reduced by additional attachments to the hull (attachments, guide devices).

Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung von üblichen Propellerdüsen. Neben dem Leistungsgewinn bei höheren Propellerbelastungen wird auch die Propellerzuströmung vergleichmäßigt, da die Düsen als Beschleunigungsdüsen ausgebildet sind und das Wasser an den Stellen, an denen der Propeller höher belastet wird, stärker beschleunigen.One possibility is the use of conventional propeller nozzles. In addition to the power gain at higher propeller loads and the propeller inflow is made uniform, since the nozzles are designed as acceleration nozzles and accelerate the water at the points where the propeller is loaded higher.

Dieser Effekt wird verstärkt durch die Verwendung nicht rotationssymmetrischer Düsen (z. B. nach DE-OS 23 46 035).This effect is reinforced by the use of non-rotationally symmetrical nozzles (eg, according to DE-OS 23 46 035).

Auch durch die Verwendung von Teildüsen oder düsenähnlichen Flossen (z. B. nach DD-WP 95 984), die vor oder über dem Propeller angeordnet werden können, kann das Wasser in dein Bereich großen Nachstroms beschleunigt werden. Neuerdings werden auch Vordüsen verwendet (z. B. nach DE-OS 26 36 261), die rotationssymmetrisch oder auch nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Sie können unmittelbar vor dem Propeller angeordnet werden, aber auch in einigem Abstand vor dem Propeller, so daß sie geteilt werden und beide Hälften Steuerbord und Backbord am Schiffsrumpf befestigt werden. Diese Vordüsen sind dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser etwa gleich dem Propellerdurchmesser ist.Also by the use of partial nozzles or nozzle-like fins (eg according to DD-WP 95 984), which can be arranged in front of or above the propeller, the water can be accelerated into the area of large afterflow. Recently, pre-nozzles have also been used (eg according to DE-OS 26 36 261), which are rotationally symmetrical or not rotationally symmetrical. They can be placed immediately in front of the propeller, but also some distance in front of the propeller, so that they are split and both halves starboard and port are attached to the hull. These pre-nozzles are characterized in that the inner diameter is approximately equal to the propeller diameter.

Eine andere Möglichkeit der Vergleichmäßigung der Propellerzuströmung besteht in der Verwendung von Zustromausgleichsdüsen (z. 3. nach DE-PS 32 16 578). Die Zustromausgleichsdüse besteht eigentlich aus zwei Halbdüsen, die Steuerbord und Backbord am Schiffsrumpf derartig angeordnet sind, daß sie das Wasser, das in den oberen Bereich der Propellerkreisflache strömt, beschleunigt. Diese HaLbdüsen besitzen einen Innendurchmesser, der nur etwa 50 % des Propellerdurchmessers beträgt. Sie liegen daher teilweise innerhalb der Propellerkreisfläche. Daher wird nicht nur das Wasser, das durch die Düse strömt, beschleunigt, sondern auch das außen mit relativ höherer Geschwindigkeit vorbeiströmende Wasser verzögert, wodurch der vergleichmäßigende Effekt erhöht wird.Another possibility of equalization of the propeller inflow is the use of inflow compensation nozzles (for example, according to DE-PS 32 16 578). The inflow compensation nozzle actually consists of two half-nozzles, which are arranged on starboard and port on the hull such that it accelerates the water flowing in the upper part of the propeller circle surface. These nozzles have an inner diameter which is only about 50% of the propeller diameter. They are therefore partially within the propeller circle area. Therefore, not only the water flowing through the nozzle is accelerated but also the water flowing past the outside at a relatively higher velocity is retarded, thereby enhancing the uniforming effect.

Durch die unsymmetrische Anordnung der beiden Halbdüsen wird die Propellerzuströmung dem sich in einer Richtung drehenden Propeller angepaßt. Durch das Öffnungsverhältnis der Zustromausgleichsdüse und die Neigung der Düsenachse sind aber die Möglichkeiten zur Vergleichmäßigung der Propelleranströmgeschwindigkeit in der gesamten oberen Propellerkreisebene beschränkt. Des weiteren ist der erreichbare Vortriebseffekt zu klein. Durch die Verwendung von Spoilern (z. B. nach DE-GM 83 19 779) wird die Propellerzuströmung ebenfalls vergleichmäßigt. Hier wird die Vergleichmäßigung jedoch weniger durch die Beschleunigung langsamer Wassermassen erreicht, als vielmehr durch die Umlenkung von Wassermassen, die bei Fehlen dieser Leiteinrichtungen infolgeDue to the asymmetrical arrangement of the two half-nozzles, the propeller inlet is adapted to the propeller rotating in one direction. Due to the opening ratio of the inflow compensation nozzle and the inclination of the nozzle axis but the possibilities for equalizing the Propelleranströmgeschwindigkeit be limited in the entire upper propeller circle plane. Furthermore, the achievable propulsion effect is too small. Through the use of spoilers (for example, according to DE-GM 83 19 779) the Propellerzströmung is also made uniform. Here, the equalization is achieved, however, less by the acceleration of slower water masses, but rather by the diversion of water masses in the absence of these guidance devices due

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eines Druckgefälles im wandnahen Bereich nach unten ströüien würden. Damit wird nicht der gesamte Grenzschichtbereich, sondern nur der wandnahe Bereich erfaßt. Ein Vortriebseffekt ist nicht vorhanden.a pressure gradient in the near-wall area would flow down. Thus, not the entire boundary layer area, but only the near-wall area is detected. A propulsion effect does not exist.

Es ist Ziel der Erfindung einen höheren Propellerwirkungsgrad zu erzielen und dabei eine zusätzliche Vortriebskraft zu erzeugen.It is an object of the invention to achieve a higher propeller efficiency while producing an additional propulsive force.

Darlegung des Wesens der ErfindungDarle supply of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine entsprechende düsenförmige Leitvorrichtung vor dem Propeller eine möglichst gleichmäßige Nachstromverteilung im Propellerkreis zu erzielen, indem möglichst viel Wasser mit relativ hoher Geschwindigkeit in den oberen Bereich des Propellerkreises geführt in eine annähernd axiale Richtung umgelenkt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung in Form eines am Heck des Schiffes vor der oberen Hälfte des Propellerkreises angeordneten düsenförmigen Leitkörpers so gestaltet ist, daß der düsenförmige Leitkörper aus einem halbringförmigen, annähernd rotationssyminetrischen Oberteil gebildet wird, der mit mindestens zwei den unteren Abschluß des düsenförmigen Leitkörpers bildenden Strömungsleitflossen fest verbunden ist. Der Innendurchmesser des Oberteils beträgt dabei etwa 2/3 des Propellerdurchmessers. Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß das Oberteil nach unten etwa in Höhe der ideeller* Düsenachse endet. Vorteilhaft schließen sich dem Oberteil nach unten zwei profilierte Seitenteile an, die wiederum mit den Strömungsleitflossen fest verbunden sind.The invention has for its object to achieve by a corresponding nozzle-shaped guide before the propeller as even as possible Nachstromverteilung in the propeller circuit by as much water at a relatively high speed in the upper region of the propeller circle is guided in an approximately axial direction. According to the invention the object is achieved in that the device is designed in the form of a rear of the ship in front of the upper half of the propeller circle nozzle-shaped guide body so that the nozzle-shaped guide body is formed from a semi-annular, approximately rotationally symmetrical upper part, with at least two lower Completion of the nozzle-shaped guide body forming Strömungsleitflossen is firmly connected. The inner diameter of the upper part is about 2/3 of the propeller diameter. Another feature of the invention is that the upper part ends downwards approximately at the level of the ideal * nozzle axis. Advantageously, close to the upper part down two profiled side panels, which in turn are firmly connected to the Strömungsleitflossen.

Es ist vorteilhaft, daß die Verbindungsstellen von Ober- und Seitenteil die gleiche Profilierung aufweisen. Erfindungsgemäß ist es ferner, daß die Strömungsleitflossen etwa in Höhe der Propellerwellenachse angeordnet sind. Im allgemeinen ist die Strömung vor dem Propeller aufwärts gerichtet. Bei vielen modernen Frachtschiffen mit u-förmigen Hinterschiffsspanten bilden sich jedoch nach innen drehende Längswirbel, sogenannte Kimmwirbel,It is advantageous that the junctions of upper and side part have the same profiling. According to the invention it is further that the Strömungsleitflossen are arranged approximately at the height of the propeller shaft axis. In general, the flow is directed upstream of the propeller. In many modern cargo ships with U-shaped Hinterschiffsspanten, however, inwardly rotating longitudinal swirls, so-called Kimmwirbel,

die seitlich in den.Propellerkreis gelangen. Sie entstehen dadurch, daß bei diesen Schiffen ein Druckgefälle zur Kimm hin auftritt, wodurch die vvandnahe Strömung kräftig nach unten geleitet wird. Die vvandfernere Strömung ist auch bei diesen Schiffen aufwärts gerichtet. Zur Erreichung einer möglichst axialen Propellerzuströmung wird deshalb vorgeschlagen, daß die plattenförmig bzw. profilförmig ausgebildeten Strömungsleitflossen verwunden sind. Dieser Vorschlag steht auch damit im Zusammenhang, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Nachstroinverteilung möglichst viel Wasser in den oberen Bereich des Propellerkreises und dabei insbesondere in die Mittschiffsebene transportiert werden soll. Dieses Wasser kann nur von der Seite und von unten angesaugt werden.the laterally in the.Propellerkreis arrive. They arise from the fact that in these ships, a pressure gradient occurs to the rear, whereby the vvandnahe flow is directed downwards vigorously. The other flow is also upwards in these ships. To achieve an axial possible Propellerzströmömung is therefore proposed that the plate-shaped or profiled-shaped Strömungsleitflossen are wound. This proposal is also related to the fact that to achieve a uniform Nachstroinverteilung as much water in the upper part of the propeller circle and thereby in particular to be transported midships level. This water can only be sucked in from the side and from below.

In einem symmetrischen Nachstromfeld verteilt sich die Leistung des Propellers, der sich nach einer Seite dreht, auf die beiden Seiten unterschiedlich. Im allgemeinen ist bei einem rechtsdrehenden Propeller der Schub und damit der Sog auf der Steuerbordseite größer. Es wird deshalb vorgeschlagen, daß die ideelle Achse der rotationssymrnetrischen und annähernd rotationssymmetrischen Teile in der horizontalen Ebene geneigt ist.In a symmetrical wake-up field, the power of the propeller, which turns to one side, spreads out differently on both sides. In general, in a right-handed propeller thrust and thus the suction on the starboard side is greater. It is therefore proposed that the ideal axis of the rotationally symmetric and approximately rotationally symmetrical parts is inclined in the horizontal plane.

Aus energetischen Gründen ist es günstig, wenn die Propellerzuströmung einen Drall erhält. Da bei einem rechtsdrehenden Propeller der Propellerstrahl einen Rechtsdrall aufweist, ist es zweckmäßig, wenn die Propellerzuströmung einen Linksdrall erhält, wodurch die Drallverluste verringert werden. Deshalb wird vorgeschlagen, daß die Strörnungsleitflossen an den beiden Schiffsseiten eine unterschiedliche Meigung zur horizontalen Ebene und unterschiedliche Profilierungen aufweisen.For energetic reasons, it is favorable if the propeller inlet receives a twist. Since the propeller jet has a right-handed twist in a right-handed propeller, it is expedient for the propeller inlet to be given a left-hand twist, as a result of which the swirl losses are reduced. Therefore, it is proposed that the Strörnungsleitflossen on the two sides of the ship have a different mending to the horizontal plane and different profiles.

Ein erfindungsgemäSes Merkmal besteht weiterhin darin, daß das Oberteil den Propeller in Längsrichtung geringfügig überragt und sowohl Steuerbord als auch Backbord wenigstens zwei^Strömungsleitflossen angeordnet sind. Dieser Vorschlag ist insbesondere bei schlanken Schiffen mit größerem horizontalen Freischlag und bei Mehrschraubenschiffen anwendbar.A feature of the invention further consists in that the upper part of the propeller slightly protrudes in the longitudinal direction and both starboard and port at least two ^ Strömungsleitflossen are arranged. This proposal is particularly applicable to slender ships with greater horizontal clearance and multi-bolt ships.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Diese Vorteile, optimalere ZuströmungsverhältnisseWith the device according to the invention a number of advantages are achieved. These advantages, optimal inflow conditions

bzw. Vergleichmäßigung der Propellerzuströnung verbunden mit einem erhöhten Vortriebseffekt, werden insbesondere durch die Möglichkeit des Variierens der Öffnungsverhältnisse der düsenförrnigen Leitvorrichtung, den Neigung der Düsenachse sowie der Neigung der Strömungsleitflossen erreicht.or equalization of the propeller turning associated with an increased propulsion effect, are achieved in particular by the possibility of varying the opening ratios of the nozzle-shaped guide device, the inclination of the nozzle axis and the inclination of the Strömungsleitflossen.

Die Vortriebskraft der erfindungsgemäßen düsenförmigen Leitvor- . richtung entsteht durch folgende Effekte: Durch die Umlenkung der Schrägströmung in die axiale Richtung entsteht ein ,nach vorn gerichteter Impuls. In speziellen Fällen wird durch die Umlenkung viel Energie aus dem Drall der Kitriinwirbel gewonnen. Wie bei einer Kortdüse entsteht im Eintrittsbereich der Leitvorrichtung ein nach vorn gerichteter Sog. Diese Sogkraft ist γ belastungsabhängig. Mit steigender Propellerbelastung steigt der Sog. Da die düsenfönnige Leitvorrichtung vor dem Bereich der oberen Hälfte des Propellerkreises angeordnet ist, in dem die Wassergeschwindigkeit nur 50 % bis 25 % der Schiffsgeschwindigkeit beträgt, und somit die Propellerbelastung besonders groß ist, ist auch die Vortriebskraft groß.The propulsive force of the nozzle-shaped Leitvor- invention. Direction is created by the following effects: The deflection of the oblique flow in the axial direction creates a forward impulse. In special cases, much energy is gained from the twist of the citriin vertebrae due to the diversion. As with a Kortdüse arises in the inlet region of the guide a forward suction. This suction force is γ dependent on the load. With increasing propeller load the suction increases. Since the nozzle-shaped guide device is arranged in front of the region of the upper half of the propeller circle, in which the water speed is only 50% to 25% of the ship's speed, and thus the propeller load is particularly large, the propelling force is great.

Weitere Leistungsgewinne resultieren indirekt aus der Strömungsbeeinflussung durch die düsenfönnige Leitvorrichtung. Durch die symmetrische Lastverteilung am Propeller wandert der Drehpunkt des Propellers zur Mitte. Demzufolge wird der Ruderwinkel bei Geradeausfahrt klein und der Ruderwiderstand verringert sich. Sei völligeren Schiffen/ bei denen immer die Gefahr der Strömungsablösung am Hinterschiff besteht, wird durch die erfindungsgemäße Lösung das Wasser zum Schiffskörper beschleunigt, so daß die Strömung besser anliegt und eventuelle Ablösung vermieden wird.Further power gains result indirectly from the influence of the flow through the nozzle-shaped guide device. Due to the symmetrical load distribution on the propeller, the center of rotation of the propeller moves. As a result, the rudder angle when driving straight ahead becomes small and the rudder resistance decreases. Be more complete ships / where there is always the risk of flow separation at the rear, the water is accelerated to the hull by the inventive solution, so that the flow is better and possible detachment is avoided.

Neben den Leistungseinsparungen treten durch die neue Leitvorrichtung noch weitere positive Effekte auf. Die Leitvorrichtung wird unter dem Bereich der Schiffsaußenhaut angeordnet, in dem die größten propellererregten Druckschwankungen auftreten. Dadurch schirmt sie die Druckimpulse ab.In addition to the power savings occur through the new guide even more positive effects. The guide is placed under the area of the ship's outer skin in which the largest propeller-induced pressure fluctuations occur. This shields the pressure pulses.

Durch die Nachstromvergleichmäßigung wird die instationäre Kavitation erheblich verringert. Die Folge hiervon sind Verringerung der Druckschwankungen, der Geräuschentwicklung und der Propellererosion. Die Nachstromvergleichmäßigung bewirkt weiterhin eine Verringerung der Kraftschwankungen am Propeller.By the Nachstromvergleichmäßigung the transient cavitation is significantly reduced. The consequence of this is a reduction in pressure fluctuations, noise and propeller erosion. The Nachstromvergleichmäßigung also causes a reduction in the force variations on the propeller.

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Infolge der Verkleinerung der instationären Kräfte und der Druckschwankungen wird es in vielen Fällen möglich sein, den Propellerfreischlag zu verringern und dadurch den Propellerdurchnesser zu vergrößern, wodurch eine weitere Leistungseinsparung auftritt.Due to the reduction of the transient forces and the pressure fluctuations, it will be possible in many cases to reduce the propeller clearance and thereby increase the Propellerdurchnesser, whereby a further power saving occurs.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to two exemplary embodiments. The accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Seitenansicht des Hinterschiffes von der Steuerbordseite;Fig. 1: a side view of the rear of the starboard side;

Fig. 2: eine Ansicht nach Fig. 1 von hinten;FIG. 2 shows a view according to FIG. 1 from the rear; FIG.

Fig. 3: eine Ansicht nach Fig. 1 von oben;3 shows a view according to FIG. 1 from above; FIG.

Fig. 4: eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels.4 shows a side view of another embodiment.

Im Ausführungsbeispiel 1 besteht die Düse 1, im folgenden auch Nachstromvergleichmäßigungsdüse (NVD) genannt, aus einem annähernd rotationssymmetrischen Oberteil 2, zwei profilierten Seitenteilen 3 und zwei Strötnungsleitflossen 4. Der Einlauf 5 der NVD und das Innenteil 6 sind rotationssymmetrisch. Am Auslauf 7, der nicht rotationssymmetrisch ist, beträgt der Innendurchmesser etwa 2/3 des Propellerdurchmessers. Nach vorn niiiirnt der Durchmesser zu, damit die Eintrittsöffnung größer ist als die Austrittsöffnung. Die Außenwandung S des Oberteils 2 ist dagegen nur annähernd rotationssymmetrisch, da die Profile nach unten kürzer werden.In the embodiment 1, the nozzle 1, hereinafter also referred to Nachstromvergleichmäßigungsdüse (NVD), from an approximately rotationally symmetric upper part 2, two profiled side parts 3 and two Strötnungsleitflossen 4. The inlet 5 of the NVD and the inner part 6 are rotationally symmetrical. At the outlet 7, which is not rotationally symmetrical, the inner diameter is about 2/3 of the propeller diameter. At the front, the diameter narrows so that the inlet opening is larger than the outlet opening. The outer wall S of the upper part 2, however, is only approximately rotationally symmetrical, since the profiles are shorter down.

Die ideelle Düsenachse 9 für die rotationssynimetrischen und annähernd rotationssymsTietrischen Teile ist sowohl in der horizontalen Ebene um ca. 3° (siehe Fig. 3) als auch in der vertikalen Ebene um ca. 5° (siehe Fig. 1) geneigt. Durch die horizontale Neigung wird von der Steuerbordseite des Schiffskörpers mehr Wasser angesaugt und die Strömung erhält einen leichten Drall gegen die Drehrichtung des Propellers 14. Durch die vertikale Neigung kann das schräg von unten kommende Wasser ungestört in die NVD einströmen und dort umgelenkt werden. Das annähernd rotationssymmetrische Oberteil 2 endet nach unten etwa in Höhe seiner Achse. An dieses Oberteil 2 schließen sichThe ideal nozzle axis 9 for the rotationally symmetrical and approximately rotationally symmetrical parts is inclined both in the horizontal plane by approximately 3 ° (see FIG. 3) and in the vertical plane by approximately 5 ° (see FIG. 1). Due to the horizontal inclination of the starboard side of the hull more water is sucked in and the flow receives a slight twist against the direction of rotation of the propeller 14. Due to the vertical inclination, the water coming from below can flow undisturbed into the NVD and be deflected there. The approximately rotationally symmetrical upper part 2 ends downwards approximately at the height of its axis. Close to this shell 2

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nach unten zwei etwa senkrecht verlaufende profilierte Seitenteile 3 an, deren Schnitte die gleiche Form aufweisen wie das annähernd rotationssymmetrische Oberteil 2 an der Schnittstelle 10. Den unteren Abschluß der NVO bilden die beiden seitlichen Strönungsleitflossen 4, die etwa in Höhe der Propellerwellenachse 11 angeordnet sind. In den.Fig. 1 bis 3 sind dies zwei ebene Platten, die Steuerbord und Backbord unterschiedlich geneigt sind. Dabei beträgt die Neigung zur horizontalen Ebene auf der Steuerbordseite ca. 18° und auf der Backbordseite ca. 12°. Zweckmäßiger ist es, die Platten entsprechend dem gewünschten Strömungsleiteffekt zu krümmen bzw. zu verwinden oder sogar schlanke verwundene Profile zu verwenden. Entsprechend der Schiffsform hat das Oberteil 2 der NVD eine Aussparung 12 zur Aufnahme des Hinterstevens 13.down two approximately perpendicular profiled side parts 3, whose sections have the same shape as the approximately rotationally symmetric upper part 2 at the interface 10. The lower end of the NVO form the two lateral Strönungsleitflossen 4, which are arranged approximately at the height of the propeller shaft 11. In the.Fig. 1 to 3 these are two flat plates that are differently inclined to starboard and port. The inclination to the horizontal plane on the starboard side is about 18 ° and on the port side about 12 °. It is more expedient to curve or twist the plates in accordance with the desired flow-guiding effect or even to use slender twisted profiles. According to the ship's shape, the upper part 2 of the NVD has a recess 12 for receiving the Hinterstevens 13th

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für ein schlankeres Schiff mit größerem horizontalen Freischlag (offenes Heck). Diese Anordnung ist auch für Mehrschraubenschiffe geeignet. Hierbei ragt das Oberteil 2 geringfügig über den Propeller 14. Der Innendurchmesser des Oberteils 2 ist trotzdem kleiner als der Propellerdurchrnesser. Den unteren Abschluß der NVD bilden nach Steuerbord und Sackbord jeweils zwei Strömungsleitflossen 4.Fig. 4 shows another embodiment for a slimmer ship with greater horizontal clearance (open tail). This arrangement is also suitable for multi-screw ships. In this case, the upper part 2 projects slightly above the propeller 14. The inner diameter of the upper part 2 is nevertheless smaller than the propeller diameter. The lower end of the NVD form after starboard and sack each two Strömungsleitflossen. 4

Abweichungen der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen sowohl die Form des Oberteils 2 und der Strömungsleitflossen 4 als auch den Verzicht auf die senkrechten Seitenteile 3 im Beispiel 2.Deviations of the two described exemplary embodiments relate both to the shape of the upper part 2 and the flow-guiding fins 4 and to the omission of the vertical side parts 3 in Example 2.

Aus technologischen Gründen kann es zweckmäßig sein, die NVD aus knickförmigen Teilen zusammenzusetzen. Das betrifft sowohl die Längsrichtung der NVD (Düsenfortn ähnelt einer Düse Schuschkinscher Bauart) als auch die Umfangsrichtung, das heißt anstelle der kreisförmigen Teile werden polygonförmige Teile verwendet.For technological reasons, it may be appropriate to assemble the NVD from kinked parts. This concerns both the longitudinal direction of the NVD (nozzle pitch is similar to a nozzle of the Schuschkin type) and the circumferential direction, that is, polygonal parts are used in place of the circular portions.

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Claims

E rf i η du η gs a η s ρ ru ch_

1. An apparatus for increasing the efficiency of ship propellers in the form of aiii stern of the ship before the upper half of the propeller circle arranged nozzle-shaped guide body for single and Mehrschraubenschiffe, characterized in that the düsenförrnige guide body from a semi-annular, approximately rotationally synimistic upper part (2) is formed which is fixedly connected to at least two of the lower end of the nozzle-shaped guide body forming Strömungsleitflossen (4).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the approximately rotationally symmetrical upper part (2) is about 2/3 of the propeller diameter.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the upper part (2) ends downwards approximately in the amount of its ideal nozzle axis (9).

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the upper part (2) down two profiled side parts (3) connect, in turn, with the Strömungsleitflossen. (4) are firmly connected.

5. Apparatus according to claim 1 and 4, characterized in that upper part (2) and side part (3) at the connection point (10) have the same profiling.

6. Apparatus according to claim 1 and 4, characterized in that the Strömungsleitflossen (4) are arranged approximately at the level of the propeller shaft axis (11).

7. Apparatus according to claim I ₁ 4 and 6, characterized in that the plate-shaped or profilfönnigen Strömungsleitflossen (4) are wound wound.

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8. The device according to claim 1, characterized in that the imaginary axis (9) of the approximately rotationally symmetrical nozzle part is inclined horizontally and vertically and the Strömungsleitflossen (4) starboard and sack different inclinations to the horizontal plane and have different profiles.

9. Apparatus according to claim 1, characterized in that the upper part (2) projects slightly beyond the propeller (14) in the longitudinal direction and both starboard and port, at least two Ströüiungsleitflossen (4) are arranged.

- For this 4 sheets drawings -