DE4223570C1 - Streamline control for variable pitch marine screw - has ring duct with smaller diameter than screw to reduce flow rate around hub and increase flow rate through propeller blades - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsleitfläche für Verstellpropeller, die Ringform besitzt und vor dem Propeller im Bereich der Stevennuß angeordnet ist.

Die am Heck von Schiffen angeordneten Schrauben­ propeller werden durch den Schiffskörpereinfluß sehr inhomogen angeströmt. Ein Propeller wird erfahrungs­ gemäß im oberen Bereich mit nur 20 bis 30 % und im unteren Bereich mit 90 bis 100 % der Schiffsgeschwin­ digkeit angeströmt.

Zur Erzielung eines guten Propellerwirkungsgrades wird aber eine möglichst homogene Propelleranströmung ange­ strebt. Zur Vergleichmäßigung sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt geworden. Hierzu wurde beispielsweise das Schiffsheck derart geformt, daß im unteren Bereich die Propelleranströmung reduziert wird, wie es bei der Ausbildung von Heckwülsten der Fall ist. Weiterhin ist es bekannt, Strömungsleitflächen vor den oberen Pro­ pellerflügeln anzuordnen und dort die Propelleran­ strömgeschwindigkeit zu erhöhen, wie es gemäß der DE-PS 32 16 578 bekannt ist.

Bei dieser bekannten Anordnung gemäß der DE-PS 32 16 578 liegt der Schwerpunkt des umschlossenen Strömungsquerschnittes oberhalb der Welle. Somit liegt der Schwerpunkt immer im Bereich von 20 bis 30 % des Propellerdurchmessers über der Propellerwelle.

Bisher wurde die Vergleichmäßigung der Propelleran­ strömgeschwindigkeit als wesentliches Ziel angesehen. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Zielsetzung nur bedingt richtig ist. Der innere Propellerbereich mit Nabe und aus statischen Gründen dicken Flügelwurzel­ profilen trägt wenig zum Vortrieb bei und zeigt meist mehr oder minder starke Ablösungserscheinungen. Theore­ tische Überlegungen und Modellversuche haben gezeigt, daß eine kleinere Anströmgeschwindigkeit im Bereich der Nabe und im nabennahen Bereich für den Propulsions­ gütegrad besser sein kann. Das ist vor allem dann der Fall, wenn die Nabe einen relativ großen Durchmesser hat, wie für Verstellpropeller notwendig, oder wenn die Flügelwurzeln relativ dick sind, wie bei Propellern großer Durchmesser.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Ausbildung zu verbessern und eine reduzierte Anström­ geschwindigkeit im nabennahen Bereich zur Verbesserung des Propulsionsgütegrades zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da­ durch, daß die vorgeschaltete Ringdüse als Diffusor zur Verzögerung der Anströmung im Nabenbereich und Be­ schleunigung der Anströmung im außenliegenden Bereich die Propellerwelle umgibt und der Diffusor etwa einen Durchmesser bis zu 65 % des Propellerdurchmessers auf­ weist.

Durch diese Ausbildung mit einem Diffusor wird im Nabenbereich und in dessen Umgebung die Anströmge­ schwindigkeit reduziert und in der weiteren Umgebung etwas erhöht. Dadurch können Energieverluste reduziert werden, die herkömmlich durch Strömungsablösung in der Nabengegend auftreten.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß auch die aufgaben­ gemäße Problemstellung neu ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Diffusor oval ausgebildet ist.

Es ist selbstverständlich bekannt, ovale Strömungsleit­ flächen vorzusehen und über entsprechende Haltestreben anzuwenden, wie es aus der DD 2 45 850 A1 und DE 36 20 540 A1 bekannt ist. Bei diesen Anordnungen handelt es sich aber um Strömungsleitflächen entgegen­ gesetzt zur vorliegenden Anordnung, die das hindurch­ fließende Wasser beschleunigen und nicht wie hierbei vorgesehen ist, das Wasser zu verzögern.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Strömungsquerschnitt des Diffusors mit seinem Schwerpunkt abweichend von der Propellernabe angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Anordnung wird dadurch geschaffen, daß Haltestreben zwischen Stevennuß und Diffusor als profilierte Strömungsleitflächen zur Erzeugung eines Vordralls ausgebildet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt. Hierbei ist eine Seitenansicht von der Steuerbordseite auf ein Schiffs­ heck mit Verstellpropeller und zugeordnetem Diffusor gezeigt.

Bei dieser Anordnung ist eine Schiffskontur 5 mit ihrer Grundlinie 6 und ein Verstellpropeller 1 gezeigt, wobei eine Mittellinie 2 der Propellerwelle sowie eine theoretische Drehachse 3 der Verstellpropellerflügel dargestellt ist.

Dem Verstellpropeller 1 ist ein Diffusor 4 als Ringdüse vorgeschaltet und umgibt die Stevennuß 8 und ist über Befestigungsstreben 7 mit der Stevennuß 8 verbunden. Hierbei sind die Befestigungsstreben 7 als profilierte Strömungsleitflächen zur Erzeugung eines Vordralls aus­ gebildet.

Der Diffusor 4 ist in der Mitschiffsebene geschnitten dargestellt, und der aus der Bildebene heraustretende Propellerflügel und die Befestigungsstrebe 7 auf der Steuerbordseite sind in der Wurzel geschnitten gezeich­ net.

Durch den zugeordneten Diffusor 4 wird nunmehr er­ reicht, daß eine Reduktion der Propelleranströmge­ schwindigkeit im nabennahen Bereich zum Zwecke der Wir­ kungsgraderhöhung und in der weiteren Umgebung eine Geschwindigkeitserhöhung erfolgt.

Claims (4)

1. Strömungsleitfläche für Verstellpropeller, die Ringform besitzt und vor dem Propeller im Bereich der Stevennuß angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die vorgeschaltete Ringdüse (4) als Diffusor zur Verzögerung der Anströmung im Naben­ bereich und Beschleunigung der Anströmung im außen­ liegenden Bereich die Propellerwelle umgibt und der Diffusor etwa einen Durchmesser (d) bis zu 65 % des Propellerdurchmessers (D) aufweist.

2. Strömungsleitfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor (4) oval ausge­ bildet ist.

3. Strömungsleitfläche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Diffusors (4) mit seinem Schwerpunkt abweichend von der Propellernabe angeordnet ist.

4. Strömungsleitfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Haltestreben (7) zwischen Stevennuß (8) und Diffusor (4) als profi­ lierte Strömungsleitflächen (7) zur Erzeugung eines Vordralls ausgebildet sind.