DE423687C

DE423687C - Device for propelling, steering and maneuvering ships and the like. like

Info

Publication number: DE423687C
Application number: DEG60132D
Authority: DE
Original assignee: GILL PROPELLER Co Ltd
Current assignee: GILL PROPELLER Co Ltd
Priority date: 1922-12-14
Filing date: 1923-11-08
Publication date: 1926-01-08
Also published as: US1519580A; FR575375A; GB210930A

Description

Vorrichtung zum Antreiben, Steuern und manövrieren von Schiffen u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb, das Manövrieren und Steuern von Schiffen durch die Rückwirkung eines Wasserstromes, der einer :drehbar am Ende einer Pumpen,lruckleitung angeordneten Düse entströmt, in die er mit wesentlicher senkrechter Richtung eintritt und die er mit wesentlicher wagerechter Richtung verläBt.Device for propulsion, control and maneuvering of ships and the like Like. The invention relates to the propulsion, maneuvering and control of Ships through the reaction of a water flow, the one: rotatable at the end of one Pumps, the pressure line flows out of the nozzle, into which it flows with a substantial vertical Direction and which he leaves with a substantial horizontal direction.

Es liegt für derartige Anlagen die Aufgabe vor, die Umlenkung des Wasserstromes um fast go° auf möglichst kurzem Wege herbeizuführen und dabei doch Verluste gering zu halten, ferner einen möglichst großen Austrittsquerschnitt beizubehalten, weil sich gezeigt hat, daß vorteilhafter mit einem Wasserstrahl von verhältnismäßig großer Querschnittsfläche und geringerer Geschwindigkeit 5 gearbeitet wird als mit einem Strahl geringeren Ouerschnittes und höherer Geschwindigkeit, Ferner muß vermieden werden, daß die Düse über den Schiffsboden stark hervortritt, weil sonst das Austrittsende im seichten Wasser leicht beschädigt werden kann, insbesondere bei größeren Anlagen haben sich diesbezüglich Schwierigkeiten ergeben.The task of such systems is to redirect the water flow by almost go ° on the shortest possible path and yet keep losses low, and to maintain the largest possible outlet cross-section, because it has been shown that it is more advantageous to use a water jet of relatively large size Cross-sectional area and lower speed 5 is used than with a jet of lower cross-section and higher speed.Furthermore, it must be avoided that the nozzle protrudes sharply above the ship's bottom, because otherwise the outlet end can be easily damaged in shallow water, especially in larger systems have this Difficulties arise.

Gemäß der Erfindung wird das Düsengehäuse mit Leitschaufeln ausgestattet, die vorzugsweise parallel zueinander von einer Düsenseite zur andern sich erstrecken. Gleichzeitig ändert sich der an der Eintrittsseite runde Düsenquerschnitt nach der Austrittsseite in einen quadratischen bzw. rechteckigen. Hierdurch wird erzielt, daß bei geringem Vortreten der Düsenaustrittsseite über den Schiffsboden eine möglichst, große Austrittsfläche bewahrt bleibt, und däß doch eine sehr kurze Krümmung mit geringen Druckhöhenverlusten durchführbar ist. Es wird dabei ein Austrittsstrom erzielt, der einen besonders günstigen Vortrieb des Schiffes sichert.According to the invention, the nozzle housing is equipped with guide vanes, which preferably extend parallel to one another from one nozzle side to the other. At the same time, the nozzle cross-section, which is round on the inlet side, changes according to the Exit side in a square or rectangular. This achieves that if the nozzle outlet side protrudes slightly over the bottom of the ship, a large exit area is preserved, and yet a very short curvature with it low pressure head losses is feasible. It becomes an exit stream achieved, which ensures a particularly favorable propulsion of the ship.

An sich ist es schon vorgeschlagen worden, durch Düsen mit rechteckigem Austrittsquerschnitt einen zum Schiffsvortrieb bestimmten Druckmittelstrahl austreten zu lassen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Ablenkung von aus dem Schiffsboden austretendem Flüssigkeitsstrahl, vielmehr wurden diese Düsen an der Hinterseite des Schiffes mit wagerechter Achse angeordnet.In itself, it has already been proposed through nozzles with rectangular Exit cross-section a pressure medium jet intended for ship propulsion emerge allow. However, this is not a distraction from the ship's bottom exiting liquid jet, rather these nozzles were at the rear of the ship arranged with a horizontal axis.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar ist: Abb. i ein senkrechter Schnitt durch die Drehdüse, Abb. a ein Grundriß des Düsenkörpers, Abb. 3 zeigt die allgemeine Anordnung der Pumpe, der Düse und des Auslaßkanals.The invention is illustrated by the drawing, for example, namely: Fig. i is a vertical section through the rotary nozzle, Fig. a is a plan of the nozzle body, Fig. 3 shows the general arrangement of the pump, nozzle and of the outlet channel.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Anschlußbrunnen A, B so angebracht, daß ihre unteren offenen Enden durch clen Schiffsboden hindurch münden, der eine enthält eine Achsialpumpe C und der andere eine drehbare Steuerdüse D. Die Brunnen A und B sind durch ein gekrümmtes Pumpenauslaßrohr E verbunden, das die Gestalt eines Siphonrohres aufweist; die beiden mit den Brunnen verbundenen Enden des Rohres sind im wesentlichen senkrecht. An der Oberseite ist das Rohr E mit zwei Aufsätzen F und G ausgerüstet, welche als Durchtrittsöffnungen für die Pumpenwelle H und für die Düsenwelle J dienen: die Aufsätze sind senkrecht über den Mitten der beiden Brunnen A und B angeordnet und mit Stopfbüchsen F' und G' versehen, Die Achsialpumpe C besteht aus einem in geeigneter Weise gestalteten und ummantelten Triebrad K, das auf der Pumpenwelle H in der Nähe ihres unteren Endes sitzt und zwischen zwei feststehenden L eitschaufelsätzen L und H umläuft. Die LeitschaufelnL der Einlaßseite sitzen am unteren Ende des Brunnens A und dienen dazu, das»eintretende Wasser zu dem umlaufenden Triebrade K zu leiten. Die Leitschaufeln M an der Auslaßseite lenken den austretenden Strom vom Triebrade K in achsiale Richtung um und leiten das Wasser in das Siphonrohr E über, durch das es zur Steuerdüse D fließt. Das Siphonrohr E ist so gestaltet, daß es dem Wasser so wenig Widerstand entgegensetzt, wie das nach Maßgabe des verfügbarenRaums erreichbar ist. Zweckmäßig ist es, demROhrE von der Pumpe C zur DüseD eine leichteVerjüngung zu erteilen.In the embodiment, two similar connection wells A, B are attached so that their lower open ends open through the ship's bottom, one contains an axial pump C and the other a rotatable control nozzle D. The wells A and B are connected by a curved pump outlet pipe E. which has the shape of a siphon pipe; the two ends of the pipe connected to the wells are essentially perpendicular. At the top, the pipe E is equipped with two attachments F and G, which serve as passage openings for the pump shaft H and for the nozzle shaft J: the attachments are arranged vertically above the centers of the two wells A and B and with stuffing boxes F 'and G. The axial pump C consists of a suitably designed and jacketed drive wheel K, which sits on the pump shaft H near its lower end and rotates between two fixed guide blade sets L and H. The guide vanes L on the inlet side sit at the lower end of the well A and serve to guide the entering water to the rotating drive wheel K. The guide vanes M on the outlet side divert the exiting flow from the drive wheel K in the axial direction and guide the water into the siphon pipe E through which it flows to the control nozzle D. The siphon pipe E is designed in such a way that it offers as little resistance to the water as can be achieved according to the space available. It is useful to give the PIPE a slight taper from pump C to nozzle D.

Das Auslaßende des Rohres E ist an eine Abdeckplatte B' am oberen Ende des die Drehdüse enthaltenden Brunnens B angeschlossen, so daß der Brunnen B gewissermaßen eine Erweiterung des Auslaßrohres E darstellt. Die Düse besteht aus einem Hohlkörper D, dessen Innenform sich allmählich am oberen Ende N von einer kreisförmigen Öffnung des gleichen Durchmessers, wie ihn das Ende des Rohres E aufweist, auf eine annähernd quadratischen oder rechteckigen Ouerschnitt aufweisende Prismenform des unteren Teiles 0 der Düse ändert. Außerhalb des oberen oder Halsteiles N des Hohlkörpers sitzt einFlanschN', dessen bearbeiteteAußenfläche mit Druckrollen P zusammenwirkt, , die unterhalb der Deckplatte B' des Brunnens sitzen. Diese Rollen dienen dazu, die Düse zu zentrieren und den Gegendruck, den die austretende Flüssigkeit ausübt, aufzunehmen, sowie ferner dazu, die Reibungswiderstände beim Bewegen der Düse gering zu halten.The outlet end of the tube E is attached to a cover plate B 'at the top End of the rotary nozzle containing well B connected so that the well B to a certain extent represents an extension of the outlet pipe E. The nozzle is made from a hollow body D, the inner shape of which gradually changes at the upper end N of a circular opening of the same diameter as the end of the tube E, on an approximately square or rectangular cross-section having prism shape of the lower part 0 of the nozzle changes. Outside the upper or neck part N of the Hollow body sits a flange N ', the machined outer surface with pressure rollers P cooperates, which sit below the cover plate B 'of the well. These roles serve to center the nozzle and the counter pressure caused by the exiting liquid exercises, to include, and also to the frictional resistance when moving the Keep nozzle small.

Der Düsenkörper D sitzt auf einer senkrechten Spindel J, die durch den Aufsatz G an der Oberseite des Rohres hindurchtritt. Diese Welle kann mit Hilfe eines Bundringes Q auf einem Rückenstück Q' abgestützt werden, das einen Stromlinienquerschnitt aufweist und an der Platte B' des Brunnens in der aus Abb.3 erkennbarenWeise angebracht ist. Vorzugsweise wird sie aber durch einen Ring R mittels eines Stützlagers R' gegen den Aufsatz G auf dem Rohr E abgestützt. Die Drehung der Welle J wird mittels geeigneten Steuergetriebes im Schiffe herbeigeführt, beispielsweises mittels Ruderpinne S, die am oberen Ende der Düsensp4ndel sitzt.The nozzle body D sits on a vertical spindle J, which passes through the attachment G passes through the top of the tube. This wave can help with of a collar Q are supported on a back piece Q ', which has a streamlined cross-section and attached to the plate B 'of the well in the manner shown in Figure 3 is. However, it is preferably supported by a ring R by means of a support bearing R ' supported against the attachment G on the tube E. The rotation of the shaft J is made by means of suitable control gear brought about in the ship, for example by means of a tiller S, which sits at the top of the nozzle stem.

Innerhalb des Düsenkörpers D sitzt eine Anzahl von Leitschaufeln T, die parallel zueinander angeordnet sind und von einer Seite des Düsenkörpers zur anderen reichen. Diese Schaufeln T gleichen in ihrer Gestalt und Anordnung den Leitschaufeln einer Turbine, und sie nehmen das ausströmende Wasser in der Zuflußrichtung auf und lenken es in die verlangte Austrittsrichtung ab. Die Schaufeln haben eine derartig sich ändernde Gestalt und Dicke, daß die Veränderungen der Querschnittfläche in den zwischen ihnen gebildeten Durchlässen in solcher Weise erfolgen, daß der Austrittsstrom von der Zuflußgeschwindigkeit zu den Schaufeln zu der Austrittsgeschwindigkeit aus ihnen in einer Weise beschleunigt wird, die Ungleichmäßigkeiten der Strömung und Druckverluste möglichst gering hält. Die Schaufeln können mittels einer mittleren Rippe T' versteift werden, die auch als Verbindungsmittel zwischen Düsenkörper und Spindel l dient. Am unteren Ende der Außenseite des Düsenkörpers D sitzen ein oder mehrere Ringflansche LT, die bis auf den für das Arbeiten notwendigen Spielraum an die Innenfläche des zvlindrischen Brunnens B herantreten. Diese Flansche U sind zusammen mit einem »Labvrinth«-Anschluß am oberen Ende des Düsenkörpers so angeordnet, daß Spaltverluste zwischen Düsenkörper D und Brunnen B möglichst gering gehalten werden.Inside the nozzle body D sits a number of Guide vanes T, which are arranged parallel to each other and from one side of the The nozzle body to the other. These blades T are similar in shape and Arrange the vanes of a turbine, and they take the outflowing water in the inflow direction and deflect it in the required exit direction. the Blades have such a changing shape and thickness that the changes the cross-sectional area in the passages formed between them in such a way take place that the outlet flow from the inflow velocity to the blades to the exit velocity from them is accelerated in a way that Keeping irregularities in the flow and pressure losses as low as possible. The shovels can be stiffened by means of a central rib T ', which also acts as a connecting means between the nozzle body and the spindle l is used. At the bottom of the outside of the nozzle body D sit one or more ring flanges LT, except for those necessary for the work There is enough space to approach the inner surface of the cylindrical fountain B. These flanges U are like this together with a "labvrinth" connection at the upper end of the nozzle body arranged that gap losses between nozzle body D and well B as low as possible being held.

Die Anordnung der LeitschaufeInT hat den Vorteil, die Wirbelverluste auf ein Mindestmaß zu bringen, und diese Verluste können oft ein beträchtliches Ausmaß annehmen, wenn, wie im vorliegenden Falle, verschiedenen Teilen eines Flüssigkeitsstromes verschiedene Beschleunigungen erteilt werden müssen. Die Schaufeln T gestatten so, den außenbords befindlichenVorsprung desDüsenkörpers D auf ein sehr geringes Maß zu bringen und in manchen Fällen ganz zii ersparen. Die besonders beschriebene Bauart hat auch den Vorteil, daß der ganze Düsenkörper D in einfacher Weise aus dem Brunnen B herausgenommen "erden kann, ohne daß es notwendig wird, den Brunnen selbst abzumontieren.The arrangement of the LeitschaufeInT has the advantage of reducing eddy losses to a minimum, and these losses can often be substantial Assume extent when, as in the present case, different parts of a liquid flow different accelerations have to be granted. The blades T thus allow the outboard protrusion of the nozzle body D to a very small extent and in some cases save a lot of money. The type particularly described also has the advantage that the entire nozzle body D can be easily removed from the well B removed "can be grounded without it being necessary to dismantle the well yourself.

Die Druckrollen P, die die Düse im Brunnen zentrieren,sitzen vorteilhaft auf kurbelzapfenartig gestalteten oder exzentrisch abgesetzten Stiften P', welche in der Deckplatte B' des Brunnens B angebracht sind. Diese Anordnung gestattet eine Einstellung der Lage der Druckrollen P durch Drehen der Zapfenstifte P'.The pressure rollers P, which center the nozzle in the well, sit well on crank pin-like or eccentrically offset pins P ', which in the cover plate B 'of the well B. This arrangement allows one Adjustment of the position of the pressure rollers P by turning the pivot pins P '.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die beiden Brunnen A und B, die die Pumpe C und die DrehdüseD enthalten, quer zum Schiff anzuordnen, so daß je einer auf jeder Seite des Kiels liegt; doch können auch andere Anordnungen getroffen werden.It has proven useful to use the two wells A and B, the contain the pump C and the rotary nozzle D, to be arranged transversely to the ship, so that one each lies on each side of the keel; however, other arrangements can also be made.

Die Erfindung schafft somit eine Einrichtung, mittels der ein Schiff vollkommen durch die Rückdruckwirkung des Auslaßstromes gelenkt werden kann. Die Einrichtung gemäß der Erfindung liefert auch ein wirksames Steuer- und Manövriergetriebe, das bei Schiffen Anwendung finden kann, in denen sonstige Haupttriebvorrichtungen benutzt werden.The invention thus creates a device by means of which a ship can be fully directed by the back pressure effect of the outlet stream. the Device according to the invention also provides an efficient steering and maneuvering gearbox, which can be used in ships in which other main propulsion devices to be used.

Die besonders beschriebene Bauart ist nur beispielsweise gegeben und kann Abwandlungen erfahren, ohne daß damit der Erfindungsbereich verlassen wird.The type particularly described is only given as an example and can be modified without departing from the scope of the invention.

Claims

PATCXT CLAIM: r. Device for propulsion, steering and maneuvering of ships and the like due to the reaction of water jets with a rotatable end a pump pressure line in the ship's bottom arranged nozzle, which the water flow deflects from the vertical into an almost horizontal direction, characterized in that that the nozzle housing equipped with guide vanes from the circular cross-section of the Pump line gradually merges into a rectangular cross-section.

2. Device according to claim r, characterized in that the interior of the nozzle housing and the in it from one nozzle side to the other parallel to each other. extending guide vanes are dimensioned so that such a change in the free flow area occurs that the flow of liquid on its way through the nozzle on each unit of the axial path experiences a uniform increase in the square of the speed.