DE658089C - Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Schaufelradanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Anordnung zur Beseitigung der schädlichen Randwirbel an den Flügelenden von Schaufelrädern, wie sie durch den Druckunterschied zwischen Saug- und Druckseite an den Schaufeln, besonders deren Enden, entstehen.

• Werden an Schiffen Schaufelräder mit im wesentlichen senkrechter Drehachse als Antriebsmittel verwendet, so wird die zulässige Länge der Treibflügel von dem Tiefgang des Schiffes und von der Tiefe des Fahrwassers bestimmt. Für die Gestaltung dieser Flügel ist aber ferner noch ausschlaggebend die notwendige Gesamtflügelfläche, die unter Umständen mit Rücksicht auf" die Gefahr der Kavitation recht erheblich sein muß. Da bekanntlich der durch das Umströmen der Flügelenden auftretende Randwirbelwiderstand mit dem Verhältnis von Flügelbreite zu Flügeliänge wächst, läßt sich bei gegebener Gesamtflügelfläche der Wirkungsgrad des Schaufelrades zunächst nur durch Verwendung verhältnismäßig schmaler Schaufeln unter gleichzeitiger Steigerung der Schaufelzahl erhöhen. Abgesehen davon, daß aus konstruktiven Gründen die Vermehrung der Schaufeln nur beschränkt möglich ist, führt dieser Weg zu teueren und damit unwirtschaftlichen Schaufelrädern.

Es ist aus der Aerodynamik allgemein bekannt, daß sich der Rändwirbelwiderstand beseitigen läßt, wenn man die Flügelenden mit Endscheiben versieht, die einen Druckausgleich zwischen Druck- und Saugseite verhindern. Es hat deshalb nicht an Vorschlägen gefehlt, diese Maßnahme auch bei Schaufelrädern für den Antrieb von Schiffen anzuwenden. Daß dieser Weg weder in der Luftnoeh in der Schiffahrt zu irgendeinem Erfolg geführt hat, hängt damit zusammen, daß bei jenen geringen Schaufelbelastungen, die im Wasser mit Rücksicht auf die Kavitationsgefahr praktisch noch zulässig sind, der zusätzliche Widerstand der Endscheiben den Gewinn durch Wegfall des Randwiderstandes im allgemeinen ausgleicht. Dies kommt aber daher, daß die Endschieiben bisher stets fest mit den Flügeln verbunden worden sand und somit mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden mußten.

Erfindungsgemäß läßt sich der Nachteil dieser bekannten Anordnungen dadurch beseitigen, daß man die Endscheiben nicht fest verbunden mit den Schaufeln umlaufen läßt, sondern mit den nicht drehenden Teilen des Schaufelrades oder mit dem Schiffskörper selbst verbindet. Da im allgemeinen die Umfangsgeschwindigkeit etwa ein- bis dreimal so groß ist wie die Fahrgeschwindigkeit

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Ernst Schneider in Wien.

des Schiffes läßt sich durch diese Maßnahme der Widerstand der Endscheiben auf ein Viertel bis ein Neuntel gegenüber jenen bekannten,, Anordnungen verringern. Zweckmäßig "vy ^r> '* den dann die einzelnen Endscheiben ii: einem gemeinsamen profilierten Kreii oder einer Kreisplatte zusammengefaßt.

Die Zeichnungen zeigen praktische Ausführungsformen des Erfindungsgedankens. ίο In den Abb. ι und 2 ist in Seitenansicht und in Draufsicht nach dem Schnitt I-1 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Endring oder die -platte am Kiel befestigt ist, während ■

Abb. 3 eine besondere Form der Endplatte zeigt.

In den Abb. 4 und 5 ist eine weitere Ausführ ungsfο ran für sehr seichte Gewässer zu sehen, wobei die Draufsicht 5 einen Schnitt nach der Linie III-III darstellt.

Im HeckZ> des Schiffes ist das um die Achsgerade II-II drehbare Schaufelrad mit den Flügeln C angeordnet. Als Träger für den stillstehenden- Endring oder die Endplattet, wird z.B. gemäß Abb. 1 die als Schutz gegen Grundberührung bereits vorhandene Kielverlängerung B benutzt. Der Endring oder die Endplatte A läßt zwischen den Enden der Schaufeln C nur einen ganz kleinen Spalt E frei, so daß ein Ausgleich zwischen Druck- und Saugseite der Schaufeln C und damit das Auftreten eines schädlichen Randwirbelwiderstandes verhindert wird.

Man kann auch, wie Abb. 3 zeigt, die Endplattet gleichzeitig schalenförmig ausbilden, um nebenher die günstige Wirkung einer Strahlführung auszunutzen. Schiffe für sehr

seichte Gewässer erhalten gemäß Abb. 4 und 5 häufig eine bis zur Hecklinie D reichende Bodenplatte F₃ die durch Ablenkung der [strömung von den Schaufelrädern C ein ches Trimmen verhindern sollen. In Fällen kann ohne Mehraufwand diese nplatte/^ die durch den Steg G mit dem Heck D verbunden ist, in einfacher Weise auch als Endscheibe verwendet werden.

Claims (3)

1. . '.. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Schaufelradanordnungen, bei denen die Schaufeln sich während der Umdrehung des Rades um ganz oder nahezu achsparallele Dreihachsen bewegen, wobei die Schaufeln dauernd unter 'Wasser arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaufelenden unter Belassung eines kleinen Spaltes (E) eine stillstehiende, gleichzeitig über alle Schaufelenden reichende und senkrecht zur ß_o Drehachse (II-II) verlaufende Fläche oder Scheibe (^4) zugeordnet ist,
2. 2. Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Schaufelradanordnunigen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (A) Schalenform besitzt.
3. 3. Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Schaufelradanordnungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (A) entsprechend dem von den Schaufeln (C) beschriebenen Kreis ringförmig und., der Strömungsform angepaßt ausgebildet ist.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen

   l.lN. GEDIUiCKT iii DKR Γ(