DE2848370C2 - Kort nozzle with laterally enlarged water inlet opening - Google Patents
Kort nozzle with laterally enlarged water inlet openingInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kortdüse mit seitlich erweiterter Wassereinströmöffnung.The invention relates to a Kort nozzle with a laterally widened water inflow opening.
Ringförmige Ummantelungen von Schiffspropeliem sind unter der Bezeichnung Kortdüsen in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Derartige Kortdüsen können einen zusätzlichen Schub auf das Schiff übertragen, ohne daß die Arbeitsleitung erhöht zu werden braucht. Mit Hilfe einer Kortdüse wird mehr Wasser vom Propulsionssystem erfaßt, das weniger beschleunigt zu werden braucht, d. h, daß die Austrittsverluste des Systems verringert werden.Annular sheaths of ship propellers are known as Kort nozzles in the most diverse Embodiments known. Such Kort nozzles can give the ship an additional thrust transferred without the need to increase the working line. With the help of a Kort nozzle, more water is created detected by the propulsion system which needs to be accelerated less, d. h that the exit losses of the system can be reduced.
Der Schub, den das Propulsionssystem aufbringt, wird bei Verwendung von Kortdüsen teilweise von dem Propeller und teilweise von der Düse auf das Schiff übertragen. The thrust provided by the propulsion system is partly provided by the propeller when using Kort nozzles and partially transferred from the nozzle to the ship.
Bei den Düsenringen werden Profilformen verwendet, die kontinuierlich sich ändernde Krümmungsradien aufweisen, wie die der Luftfahrt entlehnten Profile oder aber Einfachformen, bestehend aus geraden Stücken und Kreisbögen. Die zugehörigen räumlichen Figuren sind Zylinderstücke, Konen und Ringe von Kreis- bzw. Halbkreisprofilen.Profile shapes are used for the nozzle rings, which have continuously changing radii of curvature, such as the profiles borrowed from aviation or but simple forms, consisting of straight pieces and arcs. The associated spatial figures are cylinder pieces, cones and rings of circular or semi-circular profiles.
Eine wichtige Kennziffer der Düsen ist der sogenannte Öffnungswinkel und das Verhältnis der Eintrittsöffnungsfläche zur Propcllcrkrcisfläche. Häufig ist eine so große Einlrittsfläche, wie sie hydrodynamisch günstig ist, aus Raumgründen nicht zu verwirklichen.An important parameter of the nozzles is the so-called opening angle and the ratio of the inlet opening area to the propeller circle area. Often an entry area as large as it is hydrodynamically favorable is not possible for reasons of space.
Besonders die Höhe ist meist auf den Raum zwischen Kiel und Gillung eingeschränkt. Aus diesen Gründen ist es bekannt, die Düseneintrittsöffnung elliptisch zu halten, wobei der Breite nach weniger Grenzen bestehen. Elliptische Eintrittsöffnungen sind auch dann hydrodynamisch besonders günstig, wenn die davor liegenden Wasserlinien des Schiffsrumpfes große Einlaufwinkel aufweisen.The height in particular is usually restricted to the space between the keel and the gill. For these reasons it is it is known to keep the nozzle inlet opening elliptical, with fewer limits in terms of width. Elliptical inlet openings are also particularly favorable hydrodynamically if the ones in front of them Water lines of the ship's hull have large inlet angles.
Bei Düsen, die in der Mittschiffsebenc angeordnet sind, z. B. bei Einschraubern, werden die äußeren Teile — entsprechend dem dort niedrigeren Nachsirom — mit höherer Geschwindigkeit angeslröim ;ils die näher zur Mittschiffsebene gelegenen Teile. Damit wird die Zirkulation im seitlichen Bereich erhöht. Dieser Zirkula tionserhöhung durch höhere Anströmgeschwindigkeit steht bei Düsen zentralsymmetriseher Bauart im seillichen Bereich eineZirkulationsverklcinerung durch Verkleinerung des örtlichen Anstellwinkels infolge Schiffsform bedingter Schräganströmung entgegen. Die Anströrnrichtung von hinter üblichen Schiffsformen angeordneten Kortdüsen besitzt eine zur Schiffsmitte gerichtete Komponente, d. h. die Düse wird im seitlichen Bereich nicht genau von vorn, sondern etwas von der Saugseitc her angeströmt.In the case of nozzles that are arranged in the midship level, e.g. B. with screwdrivers, the outer parts - Corresponding to the lower aftershirom there - the flown in at a higher speed; ils the closer to the midships level parts. This increases the circulation in the lateral area. This circula In the case of nozzles of a centrally symmetric design, the increase in the flow rate due to the higher flow velocity is part of the rope Circulation reduction by reducing the local angle of attack due to the shape of the ship conditional inclined flow against. The direction of flow Kort nozzles arranged behind the usual ship shapes have one directed towards the center of the ship Component, d. H. the nozzle is not exactly from the front in the side area, but something from the Flow on the suction side.
Bei Düsen mit elliptischer, d. h. gegenüber der Rotationssymmetrie seitlich verbreiterter Eintrittsöffnung, wird im seitlichen Bereich die Zikulation nur durch die ίο höhere Geschwindigkeit vergrößert, nicht aber durch einen kleineren Profilanstellwinkel verkleinert Es sind somit eine ungleichförmigere Zirkulation und auch ein ungleichförmiger Wirkungsgrad für die einzelnen Sektoren gegeben.In the case of nozzles with an elliptical, i.e. H. versus rotational symmetry laterally widened entry opening, the zikulation in the lateral area is only through the ίο increased speed, but not through a smaller profile angle of attack reduced There are thus a more irregular circulation and also a Uneven efficiency given for the individual sectors.
Für den einfachen Tragflügel wurde nachgewiesen, daß zur Erzielung eines optimalen Gesamtwirkungsgrades die Wirkungsgrade über die Tragflügelbreite möglichst gleich sein sollten. Auch für Kortdüsenringe sollte daher der Wirkungsgrad und die Vortriebsverteilung auf allen Sektoren möglichst gleich sein.For the simple wing it has been proven that to achieve an optimal overall efficiency the efficiencies should be as equal as possible across the wing width. Should also be used for Kort nozzle rings therefore the efficiency and the propulsion distribution should be as equal as possible in all sectors.
Eine Zirkulationsvergleichmäßigung kann in begrenztem Umfang durch die Profillänge erfolgen. In den
seitlichen Pereichen sollten die Profile deshalb kürzer als in den mittleren Sektoren gehalten werden.
Eine Optimierung ist bisher theoretisch nicht mit hinreichender Genauigkeit durchzuführen. Weiierhin sind
bei der Profilformgebung die Herstellungsverfahren zu beachten. Eine besonders günstige Möglichkeit, Kortdüsen
mit elliptischer Eintrittsöffnung und seitlich kürzeren Profilen herzustellen, besteht für Einfachform-Düscn,
die aus zylindrischen und konischen Teilen bestehen und zentralsymmetrisch um eine Achse angeordnet
sind. Bei der Herstellung der Düseninnenwand als Gußstück ist die Nachbearbeitung der Wand durch
Drehen nur dann möglich, wenn die Querschnitte Kreise sind. Für Düsen mit einer Außenhaut aus Blech sind
abwickelbare Formen notwendig, wenn eine plastische Verformung vermieden werden soll.A circulation equalization can be done to a limited extent by the profile length. The profiles in the lateral areas should therefore be kept shorter than in the central sectors.
Up to now, an optimization cannot theoretically be carried out with sufficient accuracy. In addition, the manufacturing process must be observed when shaping the profile. A particularly favorable possibility of producing Kort nozzles with an elliptical inlet opening and laterally shorter profiles is for single-form nozzles which consist of cylindrical and conical parts and are arranged symmetrically around an axis. When producing the inner wall of the nozzle as a casting, the wall can only be reworked by turning if the cross-sections are circles. For nozzles with an outer skin made of sheet metal, developable shapes are necessary if plastic deformation is to be avoided.
Kortdüsen werden oft auch als sogenannte Ruderdüsen ausgeführt. Dabei ist die Düse um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert. Zu diesem Zweck muß der Düsen-Innendurchmesser größer sein als der Propellerdurchniesscr. und zwar derart, daß der Wasserspalt breiter als bei nicht schwenkbaren Düsen ist. Mit dem Spalt zwischen Propeller und der Düseninnenwand sind aber Verluste des Wirkungsgrades verbunden.Kort nozzles are often designed as so-called rudder nozzles. The nozzle is about a vertical one Axis pivoted. For this purpose, the inside diameter of the nozzle must be larger than the propeller diameter. in such a way that the water gap is wider than with non-pivoting nozzles. With the However, the gap between the propeller and the inner wall of the nozzle is associated with losses in efficiency.
Diese Verluste sind nur dadurch zu verkleinern, daß die Spaligröße örtlich den geometrischen Erfordernissen angepaßt wird, d. h., seitlich sollte bei der Ruderdüse so der Spalt größer als oben und unten sein.These losses can only be reduced by ensuring that the size of the gap locally corresponds to the geometrical requirements is adjusted, d. In other words, the side of the rudder nozzle should be larger than the top and bottom.
Durch die DE-PS 6 60 419 ist eine Kortdüse bekannt, bei der bei unterschiedliehen Profildicken der Düse an den Seiten, oben und unten die dünneren Teile nach vorn verlängert werden, um eine Ablösung des Wassers und damit ein Absinken des Wirkungsgrades zu vermeiden. Der Düsenboden ist hierbei so weit nach vorn gezogen, daß im untersten dünnen Teil der Düse keine erhebliche Saugkraft mehr verbleibt, so daß trotz des dünnen Profils keine Ablösung des Wassers stattfindet, bo wodurch erreicht werden soll.daß der Hauptunterdruck und damit die zusätzliche Düscnschubkraft an den dikken seitlichen Profilen entsteht. Durch diese Maßnahmen ist die wirksame Wassereinströmöffnung seitlich erweilerl und die oberen und unteren Eintriltskantcn hi sind gegenüber den beiden seitlichen Kinlrittskunlcn nach vorn versetzt.From DE-PS 6 60 419 a Kort nozzle is known in which the nozzle at different profile thicknesses the sides, top and bottom, the thinner parts are extended forward in order to detach the water and thus to avoid a drop in efficiency. The nozzle base is pulled so far forward, that in the lowermost thin part of the nozzle there is no longer any significant suction force, so that despite the With a thin profile, the water does not become detached, which is intended to achieve the main negative pressure and with it the additional nozzle thrust on the thick ones lateral profiles. These measures mean that the effective water inflow opening is on the side erweilerl and the upper and lower Eintriltskantcn hi are opposite the two side kiddies offset forward.
Bei einer bekannten Hochlcistungsdüse für Schiffe, insbesondere für Segelschilfe, nach der DE-OSIn a known high-performance nozzle for ships, in particular for sailing reeds, according to DE-OS
26 47 294 ist der Propeller im Innenraum eines am Schiffskörper befestigten Strömungsringes angeordnet, der an der Wassereinströmseite einen sich in Strömungsrichtung trichterförmig erweiternden Ansatz aufweist, der sich beidseitig zu einer senkrecht durch die Propellerantriebsachse verlaufenden gedachten Ebene erstreckt. Eine derart ausgebildete Hi.chleistungsdüse soll gegenüber den üblichen Kortdüsen vibrations- und kavitationsfrei laufen.26 47 294 the propeller is arranged in the interior of a flow ring attached to the hull, which on the water inflow side has a neck that widens like a funnel in the direction of flow, which extends on both sides to an imaginary plane running perpendicularly through the propeller drive axis extends. A high performance nozzle designed in this way should run vibration and cavitation-free compared to the usual Kort nozzles.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kortdüse so zu gestalten, daß sie seitlich eintn größeren öffnungswinkel gegen die Längsachse als im oberen und unteren Bereich aufweist, so daß eine größere Wassereinströmöffnung erreicht wird und die Herstellung der Düse günstiger wird.The object of the present invention is therefore to provide a To make the Kort nozzle so that it is laterally one larger has an opening angle relative to the longitudinal axis than in the upper and lower area, so that a larger water inflow opening is achieved and the manufacture of the nozzle is cheaper.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kortdüse vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, daß der Düsenmantel in senkrecht zur horizontalen Düsenachse kurz vorder Propellerebene oben und unten angebrachten Schnitten einge:.it/.ic Dreiecksflächen und in oben und unten in Düsenlängsrichtung angebrachten Schnitten eingesetzte Keilflüchen mit wasserausströmseilig verlaufenden Spitzen aufweist, wobei die vier Flächen nach seitlichem Weiten des Düsenmantels eingesetzt sind.To solve this problem, a Kort nozzle is proposed, which is designed according to the invention in such a way that the nozzle jacket is in cuts perpendicular to the horizontal nozzle axis just in front of the propeller plane above and below: .it / .ic triangular surfaces and in the top and bottom in the longitudinal direction of the nozzle attached cuts has inserted wedge surfaces with water outflow ropes extending tips, the four surfaces are inserted after the lateral widening of the nozzle jacket.
Eine derart ausgebildete Kortdüse weist eine große Wassereinströmöffnung auf und ist in ihrer Herstellung mühelos und wirtschaftlich. Die Kortdüse wird seitlich so aufgeweitet, daß die Düse senkrecht zur horizontalen Düsenachse kurz vor der Propellerebene oben und unten und ferner oben und unten in Düsenlängsrichtung aufgeschnitten wird. Durch Einsetzen von zwei Dreiecksflächen und von zwei Keilflächen wird der Düsenmantel geschlossen. Die Wassereinströmöffnung besteht dann aus zwei Halbkreisflächen und dazwischen liegender Rechteckfläche. Es kann somit bei der Herstellung der Düse von Düsen mit kreisförmigen Querschnitten ausgegangen werden, die lediglich entsprechend aufgeschnitten und dann nach dem Weiten des Düsenmantels mit Dreiecksflächen und Keilflächen versehen werden, so daß das Herstellungsverfahren günstiger gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren ist.A Kort nozzle designed in this way has a large water inflow opening and is being manufactured effortless and economical. The Kort nozzle is widened laterally so that the nozzle is perpendicular to the horizontal Nozzle axis just before the propeller plane above and below and further above and below in the longitudinal direction of the nozzle is cut open. The nozzle jacket is created by inserting two triangular surfaces and two wedge surfaces closed. The water inflow opening then consists of two semicircular surfaces and between them lying rectangular area. It can thus be used in the manufacture of the nozzle of nozzles with circular cross-sections are assumed, which are only cut open accordingly and then after the widening of the Nozzle jacket are provided with triangular surfaces and wedge surfaces, so that the manufacturing process is cheaper compared to the known manufacturing process.
)e nach der Herstellungsweise kann auch von Halbschalen ausgegangen werden, die als solche gebaut bzw. gegossen oder durch nachträgliches Trennen von Voilringprofilen entstanden sind.) e according to the production method can also be made of half-shells are assumed that are built or cast as such or by subsequent separation of Voilring profiles have arisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung geht aus dem Unteranspruch hervor.Another advantageous embodiment of the invention emerges from the dependent claim.
Die Bauweise einer Kortdüse mit verbreiterter Wassereinströmöffnung wird durch die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform verdeutlicht, und zwar zeigtThe construction of a Kort nozzle with a wider water inlet opening is illustrated by the embodiment shown in the drawing, namely shows
Fig. 1 eine Kortdüse mit erweiterter W-issereinströmöffnung in einem waagerechten Längsschnitt und1 shows a Kort nozzle with an enlarged white inflow opening in a horizontal longitudinal section and
F i g. 2 eine Ansicht auf die Kortdüse von der Wassereinströmöffnungsseite her.F i g. 2 is a view of the Kort nozzle from the water inflow opening side here.
Wie die in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten und mit 10 bezeichneten Kortdüse zeigt, besteht diese aus einem Düsenmantel 11 mit einem wasserausströmseitigen Bereich 14 mit einem kreisförmigen Querschnitt und einem erweiterten wassereinströmseitigen Bereich 15. Die Wassereinströmseite ist bei 12 und die Wasserausströmscite bei 13 angedeutet. Die Wassereinströmöffnung ist mit 12;) und die Wasserausströmöffnung mit 13a bezeichnet. Die Strömungsrichtung des Wassers durch die Düse 10 ist durch Pfeile in F i g. 1 angezeigt.As in Fig. 1 and 2 shows the embodiment of the Kort nozzle designed according to the invention and designated by 10, it consists of a nozzle jacket 11 with a water outflow-side area 14 with a circular cross-section and an enlarged water-inflow-side area 15. The water inflow side is indicated at 12 and the water outflow side at 13. The water inflow opening is denoted by 12;) and the water outflow opening is denoted by 13a. The direction of flow of the water through the nozzle 10 is indicated by arrows in FIG. 1 displayed.
In Fig. 1 ist in gestrichelter Linienführung eine Kortdüse vor der erweiterten Ausbildung der Wassereinströmöffnung 12a dargestellt. Eine derartige Düse wird mit zwei Längsschnitten und zwei Vcrtikalschnilten im wassereinströmseitigen Bereich 15 versehen, wobei die Schnitte im gleichen Abstand voneinander und zwei Schnitte quer zur Düsenmantellängsrichtung und zwei Schnitte parallel zur Längsachse der Düse 10 verlaufend sind. Nach dem Anbringen dieser Schnittstellen wird derIn Fig. 1, a Kort nozzle is shown in dashed lines in front of the expanded formation of the water inflow opening 12a . Such a nozzle is provided with two longitudinal cuts and two vertical cuts in the water inflow area 15, the cuts being equidistant from one another and two cuts running transversely to the longitudinal direction of the nozzle jacket and two cuts parallel to the longitudinal axis of the nozzle 10. After attaching these interfaces, the
ίο wassereinströmseitige Bereich 15 des Düsenmantels 11 aufgeweitet, so daß im Bereich der Schnitte keilförmige und dreieckförmige öffnungen entstehen, die mittels entsprechend geformter Flächen verschlossen werden, wobei die Keilflächen mit 25, 26 bezeichnet sind. Die Keilflächen 25, 26 sind derart dann im Düsenmante! 11 angeordnet, daß deren Spitzen der Wasserausströmseite 13 der Düse 10 zugekehrt sind.ίο area 15 of the nozzle jacket 11 on the water inflow side widened so that wedge-shaped and triangular openings arise in the area of the cuts, which by means of correspondingly shaped surfaces are closed, the wedge surfaces being denoted by 25, 26. the Wedge surfaces 25, 26 are then in the nozzle jacket! 11th arranged so that the tips of the water outflow side 13 of the nozzle 10 are facing.
Der Übergangsbereich zwischen dem aufgeweiteten wassereinströmseitigen Bereich des Düsenmamels 11 und dem wasserausströmseitigen Bereich 14 ist als dreieckförmige Zuschnitlsfiäche 27 ausgebildet. Diese Zuschnittsfläche 27 kann sich aufgrund der Verformung des Materials des Düsenmantels 11 selbsttätig ausbilden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, entsprechend geformte dreieckförmige Zuschnittsflächen in den Düsenmantel 11 einzusetzen.The transition area between the widened area of the nozzle liner 11 on the water inflow side and the area 14 on the water outflow side is designed as a triangular cut surface 27. This cut surface 27 can develop automatically due to the deformation of the material of the nozzle jacket 11. However, there is also the possibility of inserting correspondingly shaped triangular cut surfaces into the nozzle jacket 11.
Eine derari ausgebildete Düse 10 weist dann wasserausströmseitig einen kreisförmigen Querschnitt auf, während der wassereinströmseitige Bereich der DüseA nozzle 10 designed in this way then has the water outflow side a circular cross-section, while the water inflow-side area of the nozzle
jo eine etwa ovale oder elliptische Form einnimmt (F i g. 2). Wie die in F i g. 1 bei 30 angedeuteten Trennschnittlinien zeigen, ist die Herstellung einer Kortdüse mit einem seitlich großen öffnungswinkel in Richtung zur Wassereinströmseite mühelos herstellbar, und zwar durch Anbringen von vier Trennschnitten, wobei zwei Trennschnitte parallel zur Längsachse der Düse liegen, während die beiden anderen Trennschnitte quer zur Düsenlängsachse verlaufen, so daß die Formgebung der Düse in der Weise ausgebildet ist, daß die obere und untere vordere Eintrittskante um 4% bezogen auf die Düscnlänge gegenüber den seitlichen Eintrittskanten des Düsenmantels 11 nach vorn versetzt sind.jo assumes an approximately oval or elliptical shape (Fig. 2). As in Fig. 1 at 30 indicated separating cut lines show, the production of a Kort nozzle with a laterally large opening angle in the direction of the water inflow side can be easily produced by making four separating cuts, two separating cuts lying parallel to the longitudinal axis of the nozzle, while the other two separating cuts are transverse to the longitudinal axis of the nozzle run, so that the shape of the nozzle is designed in such a way that the upper and lower front entry edge are offset by 4% based on the nozzle length relative to the lateral entry edges of the nozzle jacket 11 forwards.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| DE19782848370 DE2848370C2 (en) | 1978-11-08 | 1978-11-08 | Kort nozzle with laterally enlarged water inlet opening |
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| DE2848370A1 DE2848370A1 (en) | 1980-05-14 |
| DE2848370C2 true DE2848370C2 (en) | 1984-07-05 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Family Cites Families (2)
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| DE2647294C3 (en) * | 1976-10-20 | 1981-01-08 | Nicolaus 8700 Wuerzburg Kaufer | Kort nozzle for ships |
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1978
- 1978-11-08 DE DE19782848370 patent/DE2848370C2/en not_active Expired
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| DE2848370A1 (en) | 1980-05-14 |
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