DE2702116A1 - Selbstabweisende propellerduese fuer schiffspropeller - Google Patents

Description

• Selbstabweisende Propellerdüse
• für Schiffspropeller BESCHREIBUNG Titel: Selbstabweisende Propellerdüse (techn. Bezeichnung) für Schiffspropeller.
• Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft eine Propellerdüse mit vorgegebener Düsenprofilform für Schiffspropeller.
• Stand der Technik: Die Ummantelung des Schiffspropellers mittels Düse bringt besonders bei höheren Schubbelastungen beträchtliche Gewinne an Schub und Wirkungsgrad des Propellers. Zugleich schützt die Düse die Propellerflügel bei Grundberührungen u.ä. Bei der Fahrt auf Binnengewässern allerdings besteht die Gefahr, daß sich im Wasser treibende oder von der Flußsohle aufgewirbelte Störkörper (z.B. Holzteile, Trossen, Gummireifen, Plastikreste usw.) in die Düse hineinsaugen und zum Festklemmen des Propellers führen oder ihn bzw. die Düseninnenwand bei ihrem Durchgang beschädigen.
• Bei Seeschiffen kann Treibholz oder Treibeis zum Festklemmen des Propellers führen.
• Kritik des Standes der Technik: Die Düse bewirkt eine Spaltung des Propellerzustroms in einen düseninneren und -äußeren Bereich, wodurch eine kritische Zone unmittelbar vor dem zum Verklemmen führenden Bereich zwischen Flügelspitzen und Düseninnenwand entsteht. Gitteranordnungen,wie sie von Schleppern oder Eisbrechern her bekannt sind, gewähren keinen ausreichenden Schutz für Düsenpropeller. Sie beeinträchtigen außerdem den Wirkungsgrad des Propeller-Düsen-Systems.
• Abweiser in Art und Form eines feststehenden Leitrads vor der Düse lassen zwar eine Verbesserung des Wirkungsgrads erwarten, die Schutzwirkung ist jedoch kaum oder nur in geringem Maße gegeben.
• Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abweiser für die Propellerdüse so zu gestalten, daß Verklemmungen weitgehend unterbunden und der Betriebsverschleiß an Propellerflügelspitzen sowie an der Düseninnenwand vermindert werden, ohne daß die Vorzüge der Düse hinsichtlich Schub und Wirkungsgrad darunter beeinträchtigt werden.
• Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsmäßig durch eine im Vergleich zu Propellerdüse in Durchmesser etwas kleinere und schmale Vordüse, die mit einem schlitzförmigen Ringspalt an der Propellerdüse befestigt wird, gelöst.
• Weitere Ausgestaltung der Erfindung: Um eine Verstärkung der abweisenden Wirkung der Vordüse sowie eine Verbesserung des Wirkungsgrads des Antriebssystems zu erreichen sind mehrere Leitflächen in der Art einer feststehenden Eintrittsleitvorrichtung im Spalt zwischen Vor- -nd Propellerdüse angeordnet.
• Damit die Schutzwirkung auch für die Rückwärtsrichtung, d.h. beim Stoppen und bei Rückwärts fahrt bzw. -drehsinn des Propellers gewährleistet ist, wird zusätzlich zu der Vordüse die Innenwand der Propellerdüse mit Spiralnuten versehen.
• Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der bei einer Normaldüse unmittelbar vor der Einlauföffnung im Umfang weitverbreiterte Ansaugbereich durch die Vordüse und Eintrittsleitvorrichtung nach vorn verlagert und in seiner seitlichen Ausdehnung wesentlich verkleinert wird.
• Darüberhinaus werden die in der peripherial verkleinerten Ansaugströmung befindlichen Störkörper zu Düsenmitte hin abgelenkt, wodurch Verletzungen der Propellerflügelspitzen und der Düseninnenwand möglichst vermieden, Verklemmungen weitgehend unterbunden und Betriebsausfälle sowie Reparaturen am Antriebssystem, die meistens mit hohen Kosten verbunden sind, verringert werden.
• Wirkungsgradverbesserungen am Propeller-Düsen-System sind zusätzliche Vorteile, die durch die Eintrittsleitvorrichtung erzielt werden.
• Der passive Vorteil liegt in einer Erweiterung der Nutzanwendung der Düse, die in der Schiffahrt in vielen Fällen gegeben ist, aber wegen der Gefährdung durch Störkörper nicht in Betracht gezogen wird.
• LITERATURVERZEICHNIS 1. Luthra, G. Untersuchung der Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebssicherheit von Düsenpropellern erscheint in Schiff und Hafen im Frühjahr 1977 2. Schmidt-Stiebitz, H.
• Luthra, G.
• Untersuchung selbstabweisender Propellerdüsen Schiff und Hafen, Heft 9/1970 3. Sturtzel, W.
• Adam, U.
• Untersuchung der Wirkungsgradverbesserung an Spaltdüsensystemen...
• Forschungsberichte 1116 und 1324 des Landes NRW 4. Sturtzel, W.
• Schmidt-Stiebitz, H.
• Untersuchung der Querkräfte und der Propulsionsgütegrade von Spaltdüsen mit steuerbarer Sekundärdiise Forschungsbericht 172/ des Landes NRW 5. Schmidt-Stiebitz, H.
• Luthra, G.
• Untersuchung der Manövriereigenschaften von Binnenschiffen mit Doppeldüse Schiff und Hafen, Heft 9/1971 6. Dickmann, H.
• Weissinger, J. Beitrag zur Theorie optimaler Düsenschrauben Jahrbuch STG 1955 7. Luthra, G. Untersuchung eines in Schraubenebene geteilten Verstellpropellers Zeitschrift für Binnenschiffahrt und Wasserstraßen, Heft 3/1974 8. van Manen, J.D.
• Osterveld, M.W.C.
• Analysis of Ducted Propeller Design Trans. SNAME, 1966 9. Osterveld, M.W.C. Ducted Propeller CharacteristicsProceed.
• of Symposium on Ducted Propellers.
• RINA 1973 10. Shpakoff, V.S. Hydrodynamic Characteristics of Ducted Propellers Affected by Environmental Conditions Proceed. of Symposium on Ducted Propellers, RINA 1973 11. Luthra, G. Untersuchung einer geteilten Propellerdüse Zeitschrift für Binnenschiffahrt und Wasserstraßen, Heft 4/1976 12. Weinig, F. Aerodynamik der Luftschraube Springer 1940, S.167

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE X Oberbegriff: 1. Selbstabweisende Propellerdüse mit vorgegebener Düsenprofilform für Schiffspropeller, Kennzeichnender Teil: dadurch gekennzeichnet, daß an der Propellerdüse (1) eine im Vergleich zu dieser in Durchmesser etwas kleinere und schmale Vordüse (4) mit einem schlitzförmigen Ringspalt befestigt wird.

   Oberbegriff des Unteranspruchs: 2. Propellerdüse nach Anspruch 1, Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstützen im Spalt zwischen Vor- und Propellerdüse (5) mit einer entsprechenden Profilformgebung in großer Anzahl zu einer Eintrittsleitvorrichtung zusammengesetzt sind.

   Oberbegriff des Unteranspruchs: 3. Propellerdüse nach Anspruch 1, Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand der Propellerdüse eine oder mehrere Spiralnuten (6) in Trapezform und mit einem der Drehrichtung des Propellers bei Rückwärts fahrt entgegengesetzten Gang angebracht sind.