DE1051154B - Axial hinter einer Schiffsschraube angeordneter birnenfoermiger Verdraengungskoerper - Google Patents

Description

• Axial hinter einer Schiffsschraube angeordneter birnenförmiger Verdrängungskörper Die Erfindung betrifft einen axial hinter einer Schiffsschraube angeordneten birnenförmigen Verdrängungskörper, wie er insbesondere unter der Bezeichnung »Costa-Birne« bekanntgeworden ist und im nachstehenden auch kurz als »Birne« bezeichnet werden soll. Solche Verdrängungskörper werden in der verlängerten Schraubenachse hinter der Antriebsschraube von Schiffen zur Verbesserung der Propulsion und Steuerfähigkeit angebracht.
• An anderer Stelle schlägt der Erfinder vor, Propulsionsbirnen mit einer zweiten Staustufe an den Birnen selbst auszurüsten. Die Erfindung besteht dagegen nun darin, bei einer Propulsionsbirne als zweite Staustufe einen Düsenring anzuordnen, der die Birne hinter dem Birnenkopf derart umschließt, daß zwischen der Außenwandung der Birne und der Innenfläche des Düsenrings ein Spalt gebildet wird. Die dadurch bedingte Verstärkung des Staueffektes hat eine wesentliche Erhöhung des Propulsionswirkungsgrades zur Folge.
• Dieser Effekt ist wahrscheinlich dadurch zu erklären, daß das verwirbelte Wasser der Grenzschicht hinter der ersten durch die Wölbung des Birnenkopfes gebildeten Staustufe durch den zwischen der Birne und dem Düsenring befindlichen Spalt abgeführt wird, so daß die durch den Düsenring gebildete zweite Staustufe vorteilhafterweise unmittelbar auf frisches, unverwirbeltes Wasser wirkt. Die abführende Wirkung des Spaltkanals wird dabei durch die Saugwirkung des am hinteren Ende des Spaltes mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmenden Außenwassers unterstützt.
• Da die Birne normalerweise am Ruder eines Schiffes -vorzugsweise eines Einschraubenschiffes -angebracht ist, ist sowohl die Birne als auch der genannte Düsenring zweiteilig am Ruder angebracht, d. h. zu gleichen Teilen links und rechts von der vertikalen Symmetrieebene des nicht gelegten Ruders mit der gemeinsamen Längsachse in der Verlängerung der Schraubenachse.
• Die Erfindung ist mit weiteren Merkmalen in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
• Abb. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit zugehörigem Kreuzriß, Abb. 2 ein Horizontalschnitt dazu in Schraubenmittenhöhe; Abb. 3 und 4 zeigen in entsprechender Darstellung wie Abb. 1 abgeänderte Ausführungsformen, und Abb. 5 ist wieder ein Horizontalschnitt in Schraubenmittenhöhe zu Abb. 4.
• In Abb. 1 ist S der Schraubensteven, P die Antriebsschraube, N die Schraubennabe samt Kappe, R das Ruder, B die Propulsionsbirne, Dr der erfindungsgemäße Düsenring, Sp der Spalt zwischen Birne B und Düsenring Dr. Abb. 2 bringt den Horizontalschnitt in Schraubenmittenhöhe durch Propulsionsbirne B, Düsenring Dr und Ruder R.
• In Abb. 3 ist statt der gewöhnlichen einteiligen Propulsionsbirne eine zweiteilige wiedergegeben. Der feststehende Birnenkopf bk und der Düsenring Dr, der den Birnenkopf umfaßt und von ihm durch den Spalt Sp getrennt ist, sind am Rudersteven St befestigt. Der Schwanzteil Bs der Birne ist mit dem Ruderblatt R beweglich.
• In Abb. 4 ist statt der gewöhnlichen einteiligen, einstufigen Propulsionsbirne eine mehrstufige wiedergegeben, die auf dem Ruderblatt R eines Balanceruders angebracht ist. Der Düsenring Dr umgibt die mittlere Stufe Sti. Die vordere Stufe wird durch den Birnenkopf Bk gebildet. Die hintere Stufe ist mit St, bezeichnet.
• Abb. 5 ist der zu Abb. 4 gehörige Horizontalschnitt. Die Bezeichnung ist die gleiche wie in Abb. 4. Sp ist wiederum der Spalt zwischen Birne und Düsenring.
• Insbesondere bei einer mehrstufigen Birne gemäß Abb. 4 und 5 besteht die Möglichkeit, noch einen zweiten oder weitere Düsenringe über der zweitem oder einer folgenden Birnenstufe anzubringen. Für gewöhnlich wird allerdings die Wirkung solcher weiterer Düsenringe eine geringere sein..
• Im allgemeinen gelten bezüglich der Lage des Düsenringes zur Birne und der allgemeinen Dimensionierung dieser Teile und des Düsenspaltes Sp folgende Beziehungen: Für kleine Froude- und Reynoldsche Zahlen wird der Düsenring Dr in bezug auf die Längsachse der Birne vorteilhaft weiter nach vorne gerückt. In demselben Maße jedoch, wie die Fronde- und Reynoldschen Zahlen steigen, rückt der Düsenring gegenüber der Längsachse der Birne nach rückwärts. Im gleichen Maße werden auch der Durchmesser der Birne und des Düsenringes sowie der Querschnitt des Spaltes abnehmen.
• Normalerweise befindet sich der Düsenring im Bereich des größten Birnendurchmessers oder unmittelbar daran angrenzend dahinter oder davor. Birne wie auch Düsenring können auch Querschnitte aufweisen, die vom Kreis abweichen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Axial hinter einer Schiffsschraube angeordneter birnenförmiger Verdrängungskörper, gekennzeichnet durch einen Düsenring (Dr), der die Birne (B) hinter dem Birnenkopf als zweite Staustufe derart umschließt, daß zwischen der Außenwandung der Birne und der Innenfläche des Düsenringes ein Spalt (Sp) gebildet wird.
2. 2. Verdrängungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufiger Ausbildung (Bk, St1, St2) der Birne ein Düsenring (Dr) wenigstens einer (St1) dieser Stufen zugeordnet ist.
3. 3. Verdrängungskörper nach Anspruch 1 für Ruder mit Rudersteven, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenring (Dr) und der feststehende Birnenkopf (Bk) am Rudersteven befestigt sind, während der Schwanzteil (Bs) der Birne mit dem Ruderblatt (R) beweglich ist (Abb. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 878 760; Buch von Eck, »Technische Strömungslehre«, 1956, S. 336.