DE436910C - Leitmantel fuer Schraubenpropeller - Google Patents

Leitmantel fuer Schraubenpropeller

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DE436910C
DE436910C DEW67316D DEW0067316D DE436910C DE 436910 C DE436910 C DE 436910C DE W67316 D DEW67316 D DE W67316D DE W0067316 D DEW0067316 D DE W0067316D DE 436910 C DE436910 C DE 436910C
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    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Leitmantel für Schraubenpropeller: Bei den bisher bekannt gewordenen Vorschlägen für -die Anordnung eines im abfließenden Schraubenstrom angeordneten feststehenden Leitmantels war dessen innerer Durchmesser entweder meistens annähernd ebenso groß _ oder größer als der Propellerdurchmesser angenommen, in der Absicht, möglichst den ganzen Schraubenstrom fassen zu können. Ein anderer bekannt gewordener Vorschlag erstreckte sich auf das Gegenteil, indem dessen innerer Durchmesser nur etwa einem Drittel des Propellerdurchmessers entsprach, in der Absicht, nur den Kernstrom auszunutzen.
  • ' Die ersteren Ausführungen haben jedoch einerseits den Nachteil, daß in dem Grenzgebiet zwischen Schraubenstrom und umgebenden Heckstrom des Schiffes oder Fahrzeuges die genaue Richtung der Stromfäden und damit- auch die günstigste Lage des Mantelquerschnitts an den verschiedenen Stellen des Umfangs sich von vornherein schwer bestimmen läßt. Eine unrichtige Anstellung dieser Oucrschnitte zu den Stromfäden ergibt aber unter Umständen gar keine Schuhvermehrung durch Ausnutzung des hydrodynamischen Druckunterschiedes auf den geeignet gestellten Mantelquerschnitt infolge des schneller fließenden Schraubenstroms gegenüber dem umgebenden Mittel, sondern nur zusätzliche Widerstände. Andererseits klingt auch in dem Grenzgebiet über den eingeschnürten Schraubenstrahl hinaus die Absolütgeschwindigkeit des= abfließenden Schraubenstroms gegenüber den umgebenden Wasser- oder Luftmassen schon stark ab, so daß auch mit keiner großen Düsen-, d. h. Unterdruckwirkung auf der Mantelinnenseite mehr zu rechnen ist, eine solche unter. Umständen durch die Flächenreibung des Mantels wieder zum größten Teil aufgezehrt wird. Auch baulich bieten derartige Vorschläge gewisse Schwierigkeiten, insbesondere bei Zweischraubenschiffen; indem die sichere Befestigung des großen Mantels gegenüber den mitunter großen Beanspruchungen bei schwerem Seegang fraglich erscheint, derselbe auch eine zu große Angriffsfläche beim Stampfen des Schiffes darbietet.
  • Bei dem anderen bekannt gewordenen Vorschlag mit verhältnismäßig sehr kleinen Manteldurchmesser erscheint eine Schubgewinnung überhaupt ausgeschlossen, da in dem mittleren Teil des Schraubenstrahls die achsialen Geschwindigkeiten in verschiedener Entfernung von der Achse annähernd gleich groß sind, daher auch dort keine Drucl;untercchiede gegenüber den einzelnen RrngscJlrcllten mehr bestehen und keine -%%-eitere Einschnürung des Strahls mehr stattfinden kann. Eine in diesen Teil des Strahls gestellte Mantelfläche wird daher von innen und außen denselben Druck erfahren, außerdem aber auch selbst bei: düsenförmiger Ausbildung keine zusätzliche Vortriebskomponentc mehr ergeben können, sondern nur Widerstände verursachen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sind diese llißstände und Schwierigkeiten dadurch be-#;citigt oder wesentlich gemildert und - zugleich eine größere Düsenwirkung erzielt, in-(lein, von der Erkenntnis ausgebend, daß der Geschwindigkeitsabfall der achsialen Strömung nach dem 'Umfang des- Schrauben-Strahls hin erst etwa von der Hälfte des Propellerdurchmessers ab beginnt und daher auch erst von dieser Stelle ah eine Einschnürung des abfließenden Strahls auftreten kann, der äußere größte Durchmesser des düsenartig, d. h. außen mit nach hinten zu abnehmendem Durchmesser ausgebildeten Leitinantels sich zwischen den Grenzen von annähernd des halben und des ganzen Pro- -pe:llerdurchmessers bewegt. ' In der Zeichnung bezeichnet in Abl). z z den Propeller, v1 die relative Eintrittsgeschwindigkeit in demselben -- Schiffsgeschwindigkeit z,-Vorstrom ze"i, v., die relative Austrittsgeschwindigkeit, deren ungefährer Verlauf nach den Ergebnissen verschiedener Forscher in der Kurve- (der besseren Deutlichkeit halber vielleicht etwas übertrieben) dargestellt ist. Man ersieht, claß es nur Zweck hat, einen Leitmantel mit einer Durchgestaltung, wie vorstehend gekennzeichnet, in dem -Gebiet des größeren Geschwindigkeitsabfalls zwischen annähernd der Hälfte und. des ganzen Propellerdurebtnessers anzubringen.
  • In Abb. z bezeichnet wieder i dein Propeller, D dessen Durchmesser, 3 die äußere Begrenzung des abfließenden, eingeschnürten Schraubenstrahls, d. die entsprechend gekrümmten inneren Strombahnen. An der Stelle i: (Abb. i) des annähernd größten Abfalls der Kurve z ist hinter dein Propeller l ein düsenförmiger Leitmantel 5 finit trag flächenartigem Längsquerschnitt angeordnet. -Durch die -. größeren Geschwindigkeiten innerhalb des Leitmantels 5 gegenüber den außerhalb desselben entsteht außen ein statischer Überdruck, deren zur Propellerachse geneigt stehende Resultierende 6 eine nütziche, zusätzliche Schubkomponente; in der Fahrtrichtung ergibt. Man -erkennt, daß als ;rößter noch zulässiger Durchmesser des Leitmantels ein solcher in Frage- kommt, (lesen äußerer Durchmesser Dl annähernd-Aeich groß wie der Propellerchirchrnesser wird, so claß die innere Begrenzung des Leitinantelquerschnitts gerade; noch angenähert den eingeschnürten Schraubenstrahl berührt. Im allgemeinen wird jedoch aus den weiter ebengenannten Gründender Durchmesser D wesentlich kleiner werden können, so daß außer den größeren hydrodynamischen Vorteilen auch die bauliche Ausführung erleichtert wird.
  • In A11, 3 und ..1. ist in der seitlichen Längsansicht und der Ansicht von hinten ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Doppelschratibenscliiff- dargestellt, wobei wieder r den Propeller, 8 einen Querschnitt etwa an der Stelle des Propellerkreises g, 5 den hier nur teilweise 'im Propellerkreis herumgeführten Leitmantel, zo und i r dessen (selbstredend stromlinienförmig ausgebildete) Befestigungsarme nach dein Schiffskörper bezeichnet. Die Zeichnung kißt in <diesem Falle den für Zweischraubenschiffe besonders wichtigen baulichen Vorteil erkennen, der durch Verkleinerung des Durchmessers des Leitmantels, c1.11. hier von- dessen äußerem Halbmesser R1 auf dem gebogenen LTmfängs-. teil gegenüber früheren Vorschlägen, entsteht. Der letztere braucht selbstredend nichtgerade konzentrisch zur Wellenachse zu verlaufen, sondern kann nach einer beliebigen Kurve gekrümmt oder polygonartig ausgebildet sein.
  • Gegebenenfalls können innerhalb des Leitmantels 5 und an diesem befestigt noch bekannte. Leitschaufeln 12 und 13 zur Aufhebung= des Dralls des Schraubenstroms angeordnet sein, die in vQrliegendeni Beispiel als in der Mitte verbunden angenommen sind. Ebenso können die innerhalb des Schraubenkreises liegenden Stücke 14 und F5 der Befestigungsarme io und i i schaufelförinig ausgebildet sein; wobei naturgemäß für deren Krümmung infolge der nicht radialen Stellung dieser Armstücke. nur noch die in deren Schräglage fällenden Komponenten des Dralls in Frage kommen. 16 bezeichnet noch den vergleichsweise eingezeichneten Durchnicsscr der Propellernabe. 17 den Kiel des Schiffes, 18 das Ruder.
  • In Abb. 5 ist in der Hiiitenansicht ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein-Doppelschraubenschiff dargestellt, bei dem der Leitmantel 5 auf einem. größeren Teil des Umfangs herumgeführt ist als bei dem Beispiel adeln -:1bb. und gegebenenfalls durch das :strichpunktiert angedeutete Mantelstück: 5' zu einem geschlossencn Ring ergänzt sein kann. 8 bezeichnet wieder den Schiffsquerschnitt, 9 den Propellerkreis, io und i i die. Befestigungsarme des Leitmantels, 12 etwaige Leitschaufeln, - Tb den Durchmesser der Propellernabe.
  • In Abb. 6.ist ebenfalls in Aii.irht von liinten ein weiteres Beispiel der Erfindung für -ein Doppelschräubenschifk wiedergegeben, bei dem die Form des L citmantcls ähnlich wie bei dem Beispiel nach Abb. 4. angenommen ist, jedoch etwaige am Leitmantel 5 angebrachte Leitschaufeln i2 nicht in der Mitte verbunden sind, sondern in bekannter Weise frei bis in deren Nähe hineinragend angenommen sind. Mit 8, g, io, ii und i6 sind wieder die gleichen Teile wie in Abb. ¢ und 5 bezeichnet. In dieser Abbildung ist durch die punktierte Lage ig noch eine nach hinten etwa im Sinne des Pfeils 2o überhöhte Lage bzw. gegenüber der Schraubenachse um einen gewissen Winkel hinten nach innen und gegebenenfalls auch nach oben verlegte Achse des Leitmantels 5 angedeutet, um nach einem bereits bekannten Gedanken den abfließenden Schraubenstrom mehr an den Schiffskörper heranzudrängen.
  • Abb. 7 zeigt in der Hinteransicht noch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein -Einschraubenschiff, `wobei 5 den Leitmantel, g den Propellerkreis, i6 die Propellernabe, 23 den Umriß des Schiffskörpers und 2i den Rudersteven bezeichnet, der gegebenenfalls innerhalb des Leitmantels 5 in Leitschaufeln 22 übergehen kann. Zwecks gleichzeitiger Benutzung des Leitmantels 5 als Ruder kann , der selbe auch, wie z. B. bei dem sogenannten Kitchenruder, um eine senkrechte Achse drehbar eingerichtet sein, eine Anordnung, die natürlich auch für Zwei- und Mehrschraubenschiffe getroffen werden kann. Für eine solche Absicht kommt als günstiger Umstand der Erfindung in Betracht, daß bei kleinerem Durchmesser des Leitmantels und daher baulich günstigeren Verhältnissen doch eine gute Steuerwirkung erzielt-werden dürfte, da der Leitmantel gerade den Teil des Schraubenstroms mit größter Geschwindigkeit und daher auch höchster Steuerwirkung in sich schließt.
  • Außer nach den für Wasserfahrzeuge gezeichneten Beispielen kann die Erfindung auch noch in mannigfach anderer Form mit und ohne Leitschaufeln ausgeführt und z. B. hinsichtlich Art der Befestigung beliebig gestaltet werden sowie auch für Luftfahrzeuge jeder Art Verwendung finden, ohne daß solche andere Ausführungsoder Verwendungsarten aus dem Rahmen der Erfindung fällen. Ebenso müssen auch noch solche Ausführungen als -unter die Erfindung fällend betrachtet werden, bei denen der Leitmantelquerschnitt so dick ausgeführt ist, daß der äußere größte Durchmesser des Leitmantels auch etwas größer als der Propellerdurchmesser ist, derselbe jedoch finit seiner inneren Begrenzung noch den eingeschnürten Schraubenstrahl annähernd berührt, also noch innerhalb des Propellerkreises liegt.

Claims (3)

  1. PATENT-Air SPRÜCHE: i. Feststehender, im abfließenden Schraubenstrom angeordneter und düsenförmig; d. h. außen mit nach hinten zu abnehmendemDurchmesser oderHalbmesser ausgebildeter Leitmantel für Schraubenpropeller von Wasser- und Luftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß dessen äußerer größter Durchmesser - bei nur teilweiser Umfassung des Schraubenstroms der äußere größte Halbmesser des Bogenstücks des Mantels - sich annähernd zwischen den Grenzen des halben und des -ganzen Propellerdurchmessers -oder Halbmessers (bei nur teilweiser Umfassung des Schraubenstroms) - be-`veb , jedoch auch im äußersten Grenzfall die innere Begrenzung des Leitmantelquerschnitts zwecks annähernder Berührung des eingeschnürten Propellerstroms noch innerhalb des Propellerkreises liegt.
  2. 2. Eine Ausführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Leitmantels noch eine oder mehrere feststehende gekrümmte Leitschaufeln zwecks Ausnützung des Dralls des Schraubenstroms angeordnet sind.
  3. 3. Eine Ausführung nach den Ansprüchen i - und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln sich nur bis in die Nähe der Wellenachse erstrecken, ohne dort unter sich verbunden zu sein. 4.. Eine Ausführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitmantel zwecks gleichzeitiger Benutzung als Seitenruder bei Wasser- oder Luftfahrzeugen um eine senkrechte Achse; bei Benutzung als Höhe7ruder um eine wagerechte Achse drehbar angeordnet ist. Eine Ausführung nach Anspruch i vorzugsweise für Wasserfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Leitmantels gegenüber der Achse des -Propellers mit einer -gewissen Winkelabweichung bei Einschraubenschiffen hinten nach oben, bei Zweischraubenschiffen hinten nach innen und gegebenenfalls auch nach oben verlegt ist. -
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