-
Sicherheitsdüse Die Erfindung bezieht sich auf eine den Propeller
uwmantelnde Sicherheitsdüse für Wasserfahrzeuge. Es sind Düsen flir propellergetriebene
Yasserfahrzeuge bekannt, deren spalt zwischen Düseninnenkante und Propeller auffenkante
zwecks Erreichen eines'möglichst hohen ;irkungsOrades und schubes so klein wird
möglich erhalten wird, wobei der Freigang des Propellers unter Berücksichtigung
der sich aus dem Schweißen der Düsenkonstruktion ergebenden Bautoleranzen noch gewährleistet
sein muß. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsdüse zu schaffen, die verhindert,
daß im Fahrwasser schwimmende oder am Grund der Wasserstraße bzw.
-
des Hafens liegende Störkörper durch den Propellersog in die Tür Verklemmen
und Zublocksgehen des Propellers gefahrenbringenden Bereiche gelangen.
-
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird zu einem Teil im Einschneiden
eines ein- oder mehrgängigen von vorn nach achtern durchlaufenden Trapezgewindes
genügender Profilhöhe in die Düseninnenkante gesehen, dessen Steigungsrichtung dem
Propellerdrehsinn entgegenläuft.
-
Zum anderen Teil wird die Lösung in zusätzlicher, aber nicht alleiniger
Anordnung eines in gerader Strömungsrichtung vor dem Spalt zwischen Düseninnenkante
und Propelleraußenrand sitzenden schmalen tragflächenartig profilierten Ringes gesehen,
der zwischen ihm und der Düsennase einen nach achtern konvergierenden rlngförmigen
Schlitz
beläßt und dessen Vorderkante auf einem gedachten etwa GO0 von Propellerachse öffnenden
die Vorderkante Düse berührenden Kegelmantel mit der Spitze auf Propellerachse liegt.
Zu einem dritten Teil wird die Lösung der ;fgabe in der anbringung des für die Aufhängung
des Vorprofilringes notwendigen Gitters von Stützprofilen gesehen. Bei den herkömmlichen
Düsen verklemmen im Außenbereich des Propeller anschwimmende oder vom Grund hochgesaugte
störkörper (Trossen, Autobereifung und Treibgut) den Propeller oder verknäueln sich
ao der Propellernabe. Erfindungsgemäß bewirkt der trapezförmige Spiralgang durch
hydrodynamischen effekt eine Abweisung der störkörper in die für Verklemmen gefahrlosen
3ereiche, wodurch sie ohne ernste Kollision durch den rropellerkreis hindurch nach
achtern wieder austreten. Wider Erwarten oder etwa in seltenen Fällen in den Zwischenraum
zwischen Düse und Propeller geratende Teile werden vom Propeller durch den Spiralgang
zum Austreten nach achtern gezwungen. Die Wahrscheinlichkeit für das eintreten des
letztgenannten Falles wird durch die zusätzliche anordnung des Vorprofilringes un
durch das Gitter seiner Stützprofile weiter verkleinert. In einem Bereich von etwa
1,3-fachem Düsenaußendurchmesser an'schwimmende Störkörper gelangen statt in den
Schlitz des Vorprofilringes durch die Innenfläche des Vorprofilringes in den ungefährlichen
inneren Mittelbereich des Propellers und treten in einfacher leise ohne ernste Kollision
durch-den Propellerkreis
wieder aus. Der Wirkungsgrad bleibt in
dem Fortschrittsgradbereich, in dem der Propeller mit Düse höheren Schub gegenüber
dem Propeller ohne Düse liefert, bei günstiger Gestaltung der Spiralgänge in vollem
.2e erhalten. Lediglich in dem für hohen Schub nicht interessierenden absoluten
Wirkungsgradoptimum war bei der Versuchsmodellausführung ein einprozentiger Verlust
zu verzeichnen. Durch den zusätzlich angebrachten Vorprofilring laLt sich selbst
dieser geringfügige Verlust wieder ausgleichen, so daß der Wirkungsgrad wie bei
der herkömmlichen Düse in allen Bereichen reproduziert wird. beine darüber hinausgehende
Verbesserung des @irkungsgrades ist von turbinenleitschaufelartigen Stützprofilen
des Vorprofilringes in dem- Schlitz zwischen diesem und der Düse zu erwarten, die
der Eintrittsströmung einem Gegendrall zur Propellerströmung vermitteln.
-
bauliche Vorteile bietet die opiralnut, wenn sie als Zusatzteil auf
eine dem daß des Gewindeaußendurchmessers entsprechende Düseninnenkante mittels
Schweißverfahren aufgebracht wird. an kann sich das spiralförmige Trapezprofil aus
einem geraden U-Profil erstellt denken, das über einem mit opiralnut versehenen
Montagekern ausgerollt wird und zusammen mit dem Kern in die Düse gebracht wird,
wo es durch vier oder mehr am Düsenumfans verteilte Schlitzreihen zunächst geheftet
und nach iierausdrehen des Montagekerns von der Düseninnenseite
her
endgültig verschweißt wird. Die Steifigkeit gegen Unrundwerden und Verziehen, die
diese Schweißkonstruktion der Düse verleiht, erlaubt andererseits, einen minimalen
Schlitz zwischen Propelleraußenrand und Düseninnenkante einzuhalten und dadurch
einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen. Der verhältnismäßig dünne und schmale
Vorprofilring läßt sich aus geradem Bandmaterial durch Aufwicheln in einfacher Weise
erstellen. Die Vielzahl der stützen garantiert einwandfrei konzentrischen Sitz zur
Düse.
-
Der bauliche Mehraufwand für die Vorkehrungen der oicherheit gegen
Verklemmen von Störkörpern in der Düse können durch Vereinfachung der Düsenform,
etwa nach dem system der Schuschkin-Düse, voll und ganz wieder auf gefangen werden.
-
In eingehenden Modellversuchen hat sich bestätigt, daß die der sicherheit
gegen Verklemmen von Störkörpern in der Düse dienenden Vorkehrungen Schub und Wirkungsgrad
der Düsenanordnung nicht beeinträchtigen und der Zweck des einwandfreien Laufs des
gQregats in störkörperverseuchten Fahrwassern in hohem Grade erreicht wird.
-
Beschreibung der Sicherheitsdüse In bekannten Propellerdüsen 2 ist
an der Innenkante Düse 1 ein von vorn nach achtern durchlaufendes ein-oder mehrgängiges
Trapezgewinde 3 eingebracht, dessen Gewindehöhe mindestens das 0,015-£ache des Propellerradius
oder mehr beträgt und dessen Steigungsrichtung dem Propellerdrehsinn entgegenläuft.
Dem Düsenring ist ein kleinerer und schmalerer Vorprofilring 4 mit einfachem der
Düsennase angepaßten Tragflächenprofil vorgesetzt, der zwischen ihm 4 und der Düsennase
1 einen nach achtern konvergierenden Schlitz offenhilt, so daß die Eintrittskante
des Schlitzes einem gedachten Kegelmantel 6 entspricht, dessen Spitze vor dem Propeller
auf der Propellerachse liegt und zur Achse einen Öffnungswinkel von etwa 60Q aufweist.
In der Vorderansicht deckt die Projektionsfläche des Torprofilringes 4 den Schlitz
zwischen Düseninnenkante 1 und Propelleraußenrand 2 ab. Die zur Befestigung des
Vorprofilringes 4 an der Düse 1 dienenden Stützprofile 5 weisen eine Profilierung
und Anstellung auf, mit Hilfe derer die Schlitzströmung einem turbinenleitradähnlichen
Gegendrall zur Propellerströmung erfährt.