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Verfahren zur Verminderung von Geräuschen von Antrieben für Wasserfahrzeuge
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aller Art Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von
Geräuschen von Antrieben für Wasserfahrzeuge aller Art, insbesondere für Querstrahisteuer,
bei dem Luft im Bereich der Ansaugseite eines Schuberzeugers durch eine Luftzuführung
zugeführt ird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Es sind Bugstrahlruder bekannt, deren Steuerschrauben durch Elektromotoren
angetrieben werden, wobei die Regelung der Steuerleistung mit Hilfe von vorgeschalteten
Widerstandsstufen erfolgt. Das bedingt eine teuere zusätzliche Installation. Zu
deren Vermeidung ist gemäß DT-PS 1 177 966 ein Verfahren zur Regelung der Steuerleistung
der in einem BugÇuerkanal angeordneten Steuerschraube bekannt, bei dem eine der
jeweils gewünschten Steuerleistung entsprechende mengenmäßige Regelung durch einen
in an sich bekannter Weise im Saugbereich vor oder/und in der Schraubenkreisebene
dem Schraubenwasser zugeführten Gasstrom erfolgt. Dabei ist auch bekannt, an der
Druckseite einen Teil des mit Gas vermischten Schraubenwasser abzunehmen und im
Gegenstrom über ein R egelorgan zur Saugseite zurückzuführen und dann vor oder/und
in der Schraubenkreisebene wieder dem Schraubenwasser zuzuführen. Eine Ausfuhrungsform
besteht darin, daß zwei einerseits jeweils außerhalb der Steuerschrauben in den
BugÇuerkanal und andererseits oberhalb der Tieftadelinie in die freie Atmosphäre
mündende Luftrohre anzuordnen. Diese sind mit Regelorganen zur mengenmäßigen Regelung
des Lufstromes versehen. Dabei sind weiterhin vor den oberhalb der Tiefladelinie
befindlichenLuftrnhrmündungen Prallbleche angeordnet. Auch ist es dabei bekannt,
in die Luftrohre Rückschlagventile einzuschalten, die sich zum Querkanal öffnen
und die durch eine mit einem
Regelorgan ausgestattete Verbindungsleitung
miteinander verbunden sind. Die in den Bug-Querkanal hineinragenden Mündungsenden
der Luftrohre haben auf ihrer den Steuerschrauben zugewandten Seite keilförmig sich
verengende Austrittsschlitze. Dabei hat es sich gezeigt, daß durch die Zuführung
eines Gasstroms die störenden K nattergedusche teilweise vermieden werden.
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Um die bei der beschriebenen Vorrichtung in den Querkanal hineinragenden
störenden Luftrohre zu vermeiden, ist es durch DT-OS 23 04 825 bekannt, in dem Querkanal
nur Bohrungen anzuordnen und auf die äußere Wandung des Querkanals eine Luftzuführungsleitung
mit Hilfe eines auf die äußere Wandung des Querkanals aufgesetzten Rohrstutzens
zu befestigen. In diesem kann ein Schnüffelventil eingeschaltet sein. Außerdem können
in die Luftzufuhrungsleitungen Absperrventile angeordnet sein. Die Luftzuführungsleitung
endet oberhalb der Wasserlienie. Auch mit Hilfe dieser Vorrichtung gelingt es nicht,
die Knattergeräusche im gewunschten Maße herabzusetzen.
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Um die Geräuschminderung durch Gaszufuhr bei Querstrahisteuern weiterhin
zu verbessern, ist gemäß DT-AS 26 44 844 ein Verfahren zur Einführung von Gas und
Wasser in den Propellerbereich eines Strahl ruders bekannt, bei dem Gas und Wasser
in gleichmäßigem Gemisch als gerichteter Strahl in den Propellerbereich eingespritzt
wird. Dabei läßt man das Gemisch vor dem Propellerbereich gleichmäßig über die Propellerfläche
verteilen.
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Das Gemisch wird in einem solchen Abstand vor dem Propeller in dessen
Saugbereich eingespritzt, daß es beim Erreichen des Propellers im wesentlichen gleichmäßig
über die Propellerfläche verteilt ist. Dabei kann das Gemisch über die Querschnittfläche
verteilt eingespritzt werden. Zur Durchführung des Verfahrens ist das Strahl ruder
derart ausgebildet, daß Gas einerseits und Wasser andererseits über Zuführungsleitungen
unter Druck einer beim Querstrahlpropeller angeordneten Düse zugeführt werden. Diese
Düse ist so ausgebildet, daß sie einen fächerförmigen Strahl erzeugt. Eine Mehrzahl
von Düsen kann gleichmäßig am Umfang des Propellerkanals angeordnet sein. Zur Erzeugung
des Gas-Wasser-Gemisches kann eine gemeinsam von beiden Medien durchströmte Pumpe
vorgesehen sein, die als eine von dem einen unter Druck zugeführten Medium betriebenen
Strnhlpumpe ausgebildet ist. In der Leitung kann ein Dreiwege-Ventil zur Steuerung
eines
Teiles des Gemisches zur Druckseite des Propellers vorgesehen sein. Schließlich
kann die Propellersteigung des Querstrahlpropellers steiler als die für Wasser berechnete
sein. Schwierigkeiten bereitet die Herstellung des einspritzbaren gleichmäßigen
Gemisches von Wasser und Gas.
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In der DT-OS 24 Ol 831 ist weiterhin ein Verfahren zum Reduzieren
der Vibration und Geräusche bekannt, die in einem Schiff durch den Propeller verursacht
werden und bei dem sich der Gesamtfluß des in den Raum zwischen dem Propeller oder
den Propellern und dem Schiffsrumpf eingeblasenen Gases, ausgedrückt in Normalkubikmetern
pro Stunde, nach einer Formel berechnet, und zwar in Abhängigkeit vom Neigungswinkel
der äußeren Oberfläche des Schiffsrumpes oberhalb des Propellers sowie von dem mittleren
Durchmesser des Propellers, die Anzahl der Propeller, die Flügelanzahl eines jeden
Propellers und der Leistung der Schiffsmaschinenanlage. Das Luft- oder Gasblasversorgungssystem
ist innerhalb des Schiffes angeordnet und drückt die Luft zwischen Propeller und
Schiff aus. Da die Luftaustrittsöffnungen in unterschiedlichen Höhenbereichen liegen,
wird die Luft- oder Gasblasversorgung in mehrere Gruppen aufgeteilt. Die Größe der
Ausblasöffnungen hängt dann von ihrer Anordnungstiefe ab. Dadurch sollen die Ausflußmengen
im wesentlichen ausgeglichen werden. Die Ausblasöffnungen vor dem Propeller sind
so angeordnet, daß der Abstand zwischen der Propellerebene und diesen Öffnungen
das 0,25 bis 0,6-fache des Propellerdurchmessers beträgt. Die Ausblasöffnungen sind
größtenteils in derselben Querschnittsebene des Schiffes angeordnet und liegen durchweg
oberhalb der Propellerachse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren
so durchzuführen, daß die Geräusche und Korrosionen praktisch vollkommen vermieden
werden.
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Dabei soll dos Verfahren ohne einen besonderen Aufwand durchführbar
sein, d.h. daß zusätzliche Vorrichtungen wie Mischpumpen, komplizierte Verteilungsanlagen
und Regelanlagen nicht notwendig sind. Das Verfahren soll auch so ausgebildet sein,
daß seine an das Durchführung nicht besondere Anforderung »Schiffspersonal stellt.
Die Anlage soll
nach glichkeit vollkommen wartungsfrei arbeiten.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Luft gleichmäßig verteilt bzw.
nahezu gleichmäßig verteilt über die gesamte Querschnittsfläche des Schubstromes
bzw. des Schuberzeugers eingeführt wird.
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Dadurch wird gleichsam in unmittelbarer Nähe des Schuberzeugers eine
feine Luftverteilung, d.h. ein fein verteiltes Luft-Wasser-Gemisch, erzeugt. Anstelle
von Luft können auch andere Gase oder Dämpfe oder Gemische der Gase usw. treten.
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Zusätzliche Vorrichtungen zur Erzeugung von Luft-Wasser-Gemischen
sowie besondere Regelorgane entfallen.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung dienen, bei
der die Luft über mehrere mit Bohrungen versehenen Rohre zugeführt wird, die auf
der Ansaugseite des Schuberzeugers bzw. des Schubstromes in dessen Querschnitt angeordnet
sind, dabei sind die Bohrungen gleichmäßig über diesen Querschnitt verteilt. Dabei
können die mit Bohrungen versehenen Rohre im Bereich eines Schutzgitters angeordnet
sein.
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Eine besondere, einfache Bauform besteht darin, daß die mit Bohrungen
versehenen Rohre das Schutzgitter bzw. einen Bestandteil des Schutzgitters bilden.
Derartige Schutzgitter sind über den gesamten Querschnitt des Schubstroms bzw. des
Schuberzeugers und im allgemeinen in dessen Nähe bzw. unmittelbar vor dem Schuberzeuger
angeordnet.
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Das Schutzgitter kann dabei ganz oder teilweise aus hohlen Stäben
bestehen, die auf der Seite des Schuberzeugers mit Bohrungen versehen und an eine
Luft-, Gas- oder Dampfleitung angeschlossen sind. Die aus den Bohrungen austretenden
Gaevermischen sich innig mit dem vorbeistreichenden Wasserstrahl. Eine einfache
Ausführungsform besteht darin, daß das Schutzgitter aus mit Bohrungen versehenen
horizontal übereinanderliegenden Rohren besteht, die durch ein oder mehrere Druckluftzufährungsrohre
miteinander verbunden sind. Dabei können die übereinanderliegenden Rohre zusätzlich
durch Stützstäbe miteinander verbunden sein.
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Es können Rohre eines normalen kreisförmigen Querschnitts verwendet
werden. Eine
andere Ausftihrungsform besteht darin, daß die Rohre
einen länglichen Querschnitt besitzen, der in Richtung der Strömung liegt und wobei
die Rohre an ihrer in Richtung der Strömung liegenden Stirnseite mit Bohrungen versehen
sind. Eine andere Bauform besteht darin, daß die Rohre einen linsenförmigen Querschnitt
besitzen und daß die Bohrungen auf der in Strömungsrichtung liegenden Seite der
Rohre angeordnet sind.
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Die Bohrungen können unterschiedlich ausgebildet sein. Gemäß einer
weiteren Ausbildung der Erfindung können die Bohrungen im Längsschnitt eine düsenförmige
Kontur wie konische bzw. doppelkonische Kontur besitzen, so daß eine Injektorwirkung
durch die austretende Luft erzeugt wird. Eine andere Bauform besteht darin, daß
die Bohrungen mit Einsätzen zur Untersttitzung der Injektorwirkung versehen sind.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren bei frei angeordneten Schuberzeugern,
wie Schiffsantriebspropeller, voll zur Wirkung zu bringen, können die frei angeordneten
Schuberzeuger mit einer Ummantelung versehen sein, in deren Querschnitt die Luft
bzw.
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die Gase gleichmäßig verteilt eingeführt werden bzw. in der ein Schutzgitter
eingebaut ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 - einen Teil eines Querschnitts der Unterseite
eines Schiffsrumpfes mit einem Quersteuerkanal Fig. 2 - einen Schnitt in der Ebene
A - B nach Fig. 1 Fig. 3 - unterschiedliche Querschnitteder ein Schutzgitter bildenden
Rohre bis 5
Im unteren Teil des Schiffskörpers 1 ist ein diesen
durchsetzenden im wesentlichen kreisrunder Querkanal 2 angeordnet, in diesem ist
der Propeller 3 mitsamt seinem Antrieb 4 an der Aufhängevorrichtung 5 eingesetzt.
Bei der dargestellten Lage wird ein Wasserstrom 6 in Richtung des Pfeiles P erzeugt.
Beidseitig ist der Querkanal 2 durch je ein Schutzgitter 7 abgeschlossen, dessen
Stäbe 8 hohl sind. Die horizontal liegenden Stäbe 8 sind an eine senkrechte Gaszuführungsleitung
9 mit Anschlußstutzen 10 angeschlossen, durch den Druckgas in Richtung des Pfeiles
11 zugeführt wird.
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Die Stäbe 8 sind mit vielen Bohrungen 12 versehen, durch die die Druckluft
in Richtung des Pfeiles 13 in feiner Verteilung in den Wasserstrom 6 eintritt und
sich mit diesem innig vermischt. Fein verteiltes Gas-Wasser-Gemisch trifft unmittelbar
auf den Propeller 3 und die Wandungen des Querkanals 2 sowie die Wandungen des Antriebes
4 und die Aufhängevorrichtung 5. Dadurch wird die gewünschte vibrations- und schalldumpfende
Wirkung erzielt.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen einige mögliche Querschnitte von Gitterstäben
8. Der Querschnitt ist nach Fig. 3 oval bzw. Iänglich, nach Fig. 4 linsenförmig
und nach Fig. 5 kreisrund. Es sind ansich andere strömungsgünstige Querschnitte
möglich.
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Die Bohrungen 12 sind bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4
einfache kreisrunde bzw. zylindrische Bohrungen. Bei der Ausführungsform nach Fig.
5 ist der Querschnitt der Bohrung 14 im Längsschnitt düsenförmig, und zwar doppelkonisch.
Der Querschnitt kann auch einfachkonisch sein. Bei diesen Ausführungsformen wird
eine feine Verteilung der Luft erzielt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Bohrung durch einen
besonderen Einsatz 16 aus korrosionsfestem Werkstoff zur Vermeidung von Abrostungen
und Erosion gebildet.
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In Fig. 2 ist zur Verbindung der das Schutzgitter 7 bildenden Rohre
noch ein weiteres Stützrohr 17 dargestellt. Es können auch mehrere senkrecht verlaufende
Stützglieder 17 vorgesehen sein. 1 1'
Auch die senkrecht verlaufenden
Stützrohre 17 können wie das Luftzuführungsrohr 9 ebenfalls mit Austrittsbohrungen
versehen sein, so daß eine Gas- bzw. Dampf-Wassermischung in feiner Verteilung erreicht
wird.
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Die Schutzgitter können in jeder beliebigen Weise im Querkanal 2
befestigt sein.
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