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Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Schiffsantriebes
Es sind bereits verschiedene Vorschläge und Vorrichtungen bekannt, bei denen mittels
sogenannter Leitvorrichtungen (Leitflächen) eine Wirkung auf das in den Propeller
eines Schiffes einströmende oder aus ihm abströmende Wasser ausgeübt und dadurch
der Wirkungsgrad des Propellers verbessert werden soll.
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Es sind auch bereits Einrichtungen vorgeschlagen worden, durch die
einer am Heck des Schiffes arbeitenden Schraube mittels einer Rohrleitung Wasser
zugeführt wird. Diese Zuführung erfolgt dort aber gleichmäßig über den gesamten
Schraubenkreis, außerdem durch Rohrleitungen, die sich bis unmittelbar vor die Schraube
erstrecken, so daß die Schraube nur wenig mehr durch die Schiffsform, sondern vielmehr
durch die vor der Schraube angeordneten Rohre beeinflußt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich von den vorbekannten
Verfahren dadurch, daß bei einem in seiner Wirkung durch die Schiffsform voll beeinflußten
Antriebsmittel, z. B. bei einer Schraube, zur Erzielung günstiger Nachstromv erhältnisse
und eines möglichst gleichmäßigen Flügeldrucks bei allen Flügeln eines Propellers
das Wasser im wesentlichen nur den Flügeln oder Schaufeln zugeführt wird, die im
Arbeitskreis des Antriebsmittels eine geringere Druckbelastung durch geringeren
Nachstrom und geringeren statischen Druck aufweisen. Die Erfindung ist im wesentlichen
auf die nachstehenden bekannten Tatsachen aufgebaut. Wenn ein Einschraubenschiff
mit mittschiffs liegendem Ruder durch Ingangsetzen der Schraube aus dem Stillstand
die Bewegung voraus aufnimmt, so treffen die Schraubenflügel im unteren Teil des
Schraubenkreises auf dichteres Wasser, als die Schraubenflügel im oberen Teil des
Schraubenkreises vorfinden; dadurch entsteht die bekannte Ruderwirkung der Schraube.
Bei rechtsdrehender Schraube wird so das Heck des Schiffes etwas nach Steuerbord
abgelenkt. Besonders fühlbar wird diese Ablenkung bei Schiffen, deren Schraube teilweise
außerhalb des Wassers arbeitet, z. B. bei in Ballast fahrenden Schiffen.
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Sobald das Schiff jedoch die Fahrt aufgenommen hat, ändern sich die
Verhältnisse vollkommen, und zwar infolge des durch den Schiffskörper erzeugten
Nachstromes des Wassers, der an der Oberfläche des Wassers und in der Nähe des Schiffskörpers
am größten ist. Durch diesen Nachstrom wird bewirkt, daß bei voll tauchender Schraube
die Flügel im oberen Schraubenkreis auf Wasser treffen, das in der Vorwärtsbewegung
begriffen ist, während die Flügel im unteren Schraubenkreis in einem Wasser arbeiten,
das sich mehr in Ruhe befindet. Die Wirkung ist nunmehr eine entgegengesetzte; z.
B. bei Rechtsdrehen der Schraube und mittschiffs liegendem Ruder wird nunmehr das
Heck des Schiffes nach Backbord abgelenkt.
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Bei einem Doppelschraubenschiff ist die Wirkung des Nachstromes auf
die Flügel der
Schraube am stärksten in dem inneren, der Schiffswandung
zunächstlieg.enden Teil des Schraubenkreises, während in dem äußeren Teil des Schraubenkreises
die Flügel in ruhigerem Wasser arbeiten.
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Erfindungsgemäß wird durch Zusatzwasser ein Einfluß auf die Wassermassen
in der Nähe der Schraube oder der Schrauben in der Weise ausgeübt, daß in den Teilen
des Schraubenkreises, in denen der Propeller sonst in ruhigem Wasser arbeiten würde,
ebenfalls ein Vorstrom erzielt wird, so daß auf diese Weise der Wirkungsgrad des
Propellers verbessert und gleichzeitig ein gleichmäßigeres Arbeiten der einzelnen
Flügel bei ihrer Bewegung über den gesamten Schraubenkreis erzielt wird.
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Das Zusatzwasser kann für den genannten Zweck sowohl hinter der Schraube
in den Schraubenstrom eingeleitet werden, z. B. durch entsprechende Düsen, die zweckmäßig
in einer Flosse hinter dem Propeller angeordnet sind, oder die Einwirkung kann auch
in geeigneter Weise vor der Schraube stattfinden, indem das Zusatzwasser z. B. von
oben aus dem Schiffskörper vor die Schraube geleitet wird und hier einen Vorstrom
erzeugt.
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Die Einwirkung auf den Schraubenstrom kann auch in der Weise geschehen,
daß durch das vom Schiffskörper aus zugeleitete Zusatzwasser vor oder hinter der
Schraube dem Wasser eine Vor- oder Nachrotation erteilt oder zum mindesten an einer
Stelle oder über einen Teil des Schraubenkreises eine zur Drehrichtung der Schraube
entgegengesetzt verlaufende Strömung erzielt wird, so daß eine Wirkung ähnlich wie
bei vor oder hinter dem Propeller angeordneten Leitflächen eintritt.
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Das für die Beeinflussung des Schraubenwassers erforderliche Zusatzwasser
kann z. B. im Vorschiff außenbords entnommen und durch eine entsprechende Leitung
der Schraube zugeleitet werden. Das an der Schraube zur Wirkung kommende Wasser
hat dann ungefähr die Schiffsgeschwindigkeit. Das erforderliche Wasser kann aber
auch mittels einer beliebigen Pumpvorrichtung an einer anderen Stelle des Schiffskörpers,
z. B. im Hinterschiff außenbords, entnommen und mit entsprechendem Druck der Schraube
zugeleitet werden.
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Eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Schraube nach der Erfindung
ist auch bei dieser Anordnung möglich, weil zum Anheben der Wassermassen nur eine
verhältnismäßig geringe Kraft erforderlich ist und der durch Verbesserung des Schraubenwirkungsgrades
erzielte Nutzeffekt bedeutend größer ist als die zum Anheben und Ausstoßen des Wassers
benötigte Energie.
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Da für den Kondensatorbetrieb im Innern des Schiffes schon große Wassermengen
benötigt werden, so werden diese Wassermengen zweckmäßig zur Verbesserung des Schraubenwirkungsgrades
verwendet. Sie werden jedoch im allgemeinen noch nicht für den Zweck nach der Erfindung
ausreichen. Vergrößert man andererseits die dem Kondensator zugeführten Kühlwassermengen
und nutzt sie gleichzeitig zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Schraube aus,
so wird auch eine Verbesserung der Maschinenleistung durch Erhöhung des Vakuums
erzielt werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich sowohl für Ein- als auch
für Mehrschraubenschiffe verwenden. Es ist ferner auch bei Schiffen, die durch andere
Antriebsmittel als Schiffsschrauben, z. B. Heckraddampfer und Raddampfer, angetrieben
werden, anwendbar.
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Ein wesentlicher Gesichtspunkt nach der Erfindung ist, daß das der
Schraube zuzuleitende Zusatzwasser im fahrenden Schiff eine Beschleunigung in der
Fahrtrichtung erhalten, für die ein praktisch erkennbarer Arbeitsaufwand nicht zu
leisten ist.