DE700086C - Leitvorrichtung, die gegenueber den Schaufelenden eines Schaufelradpropellers angeordnet ist - Google Patents

Description

V34439

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Leitvorrichtung ist für einen Schaufelradpropeller bestimmt, dessen in einem Kreis angeordnete, parallel oder nahezu parallel zur 5, Drehachse des Rades gelagerte Schaufeln Drehungen oder Schwingungen ausführen.

Es war schon beobachtet worden, daß die von dem umlaufenden. Schaufelrad im· Wasser erzeugte Strömung sich schon im Bereich

to des Schaufelrades und auch hinter diesem, in Achsrichtung verengt, indem die Wasserfäden durch die Wirkung des umlaufenden Schaufelrades gegen die Schiffswand hin nach hinten konvergieren. Da angenommen wurde, daß hierdurch die Schluckfähigkeit des Schaufelrades ungünstig beeinflußt wird, so wurde vorgeschlagen, unterhalb des Schaufelrades, d.h. unterhalb der Bahn der Schaufelenden eine mehr oder minder waagerechte Leitfläche anzuordnen, die den Zweck haben sollte, dem Bestreben der Wasserströmung, sich zu verengen, entgegenzuwirken. Die Leitfläche sollte nach Art einer Scheibe oder eines Ringes ausgebildet werden, und sie sollte auch um eine waagerechte, senkrecht zur Strömungsrichtung gelagerte Achse schwenkbar sein, um verschiedenen Geraden der Verengung, wie sie bei verschiedener Belastung des Schaufelrades sich ergeben, Rechnung tragen zu können. Da bei Anordnung einer soleben Leitfläche vor allem das Bestreben bestand, der Verengung der Wasserströmung entgegenzuwirken, so wurde auch vorgeschlagen, eine solche Leitfläche entweder nur im Bereich der im Strömungssinn hinteren Radhälfte oder überhaupt hinter dem Rade anzuordnen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Leistung des Schaufelradpropellers durch eine mit dem Schiffskörper verbundene Leit-

vorrichtung besonderer Anordnung und Ge staltung dadurch zu verbessern, daß die an ihr entstehenden Kräfte in der Richtung des durch den Schaufelradpropeller unmittelbar erzeugten Vorschubes wirken.

Die Erfindung besteht darin, daß sowohl gegenüber der vorderen als.auch der hinteren Radhälfte je eine Leitvorrichtung angeordnet ist, die sich von den Schaufelspitzen weg in to Fahrtrichtung erstreckt und entsprechend der Strömungsrichtimg geneigt ist, so daß zwischen der vorderen und der hinteren, nach Art eines gestaffelten Doppeldeckers wirkenden Leitvorrichtung ein von Wasser durchströmter Zwischenraum gebildet wird.

Bevor auf die Ausbildung und Anordnung der Leitvorrichtung gemäß der Erfindung näher eingegangen wird, soll zunächst gezeigt werden, wie die Strömung des Wassers beschaffen ist, die durch die Wirkung des Schaufelradpropellers hervorgerufen wird. Hierzu dienen die Abb. 1 und 2, die in Aufriß und Grundriß nach der Linie y-y der Abb. 1 die Strömung durch Stromfäden darstellen. Mit ι «5 ist der Boden des Schiffes angedeutet, an dem der Schaufelradpropeller gelagert ist. Der Umriß des Propellers ist durch den gestrichelten Linienzug 2, 3, 4, 5 und seine Achse durch die strichpunktierte Linie X-X angedeutet. Die Linie 3-4 gibt also die Projektion der Bahn der unteren Schaufelspitzen an; der Kreis 6 in Abb. 2 deutet diese Bahn im Grundriß und die auf dem Kreise angebrachten Pfeile die Umlauf richtung des Schaufelrades an. Läuft der Propeller im freien Wasser um, so erzeugt er eine Strömung, die im Aufriß (Abb. ι) durch die Stromfäden 7, 8 und 9 und im Grundriß (Abb. 2) durch die Stromfäden 10, 11, 13 und 14 veranschaulicht ist. Die Anordnung und Gestalt der Stromfäden 7 und 8 in Abb. 1 zeigt die rückwärts gerichtete Konvergenz der Strömung gegen den Schiffsboden hin, worin zu erkennen ist, daß die im Strömungssinn hintere (rechte) Radhälfte jeweils mehr Wasser durchfließt als die vordere (linke) Radhälfte. Abb. 2 zeigt, daß die Stromfäden 10 bis 14 zunächst gegen das Rad hin konvergieren tind dann vom Rade weg wieder divergieren und überdies, daß So die Stromfäden verschieden gekrümmt sind, wobei die Richtung der Krümmung vom Drehsinne des Schaufelrades abhängt. Durch den Pfeü 15 in Abb. 1 ist die Fahrtrichtung des Schiffes angedeutet, die der durch den Propeller erzeugten Wasserströmung entgegengesetzt gerichtet ist.

Durch die knapp unterhalb des Schaufelrades angeordnete Leitvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun die im Bereiche der Schaufeln erzeugte Strömung, wie sie in den Abb. 1 und 2 veranschaulicht ist, nicht gestört, sondern so erfaßt werden, daß einerseits eine günstige Beaufschlagung der Schaufeln gewährleistet und andererseits eine Saugwirkung an der Leitvorrichtung erzeugt wird, die den Schub des Schaufelrades vergrößert.

Eine Ausführungsform der Leitvorrichtung gemäß der Erfindung ist in den Abb: 3 und 4 in einem lotrechten Mittelschnitt und in einer Draufsicht nach der Linie z-z der Abb. 3 dargestellt. Die Leitvorrichtung besteht hier aus den beiden Leitflächen 16 und 17, von denen die erste, 16, unterhalb der vorderen (linken) Radhälfte und die zweite, 17, unterhalb der hinteren (rechten) Radhälfte, und zwar knapp unterhalb der Bahn der Spitzen der Schaufeln S angeordnet ist. Die Abb. 3 zeigt, daß die beiden Leitflächen 16 und 17 in der Richtung der im Bereich der Schaufelspitzen bestehenden Strömung angeordnet sind, die im Wesen durch den Pfeil 18 angedeutet ist. Dabei erstreckt sich die Leitfläche 16 von der Bahn der Spitzen der über ihr umlaufenden Schaufeln weg entgegen der Richtung der Strömung 18, liegt also zum größten Teil vor den Schaufeln der vorderen Radhälfte. Ebenso liegt die Leitfläche 17 zum größten Teil vor den über ihr laufenden Schaufeln der hinteren Radhälfte. Zwischen den beiden Leitflächen 16 und 17 wird ein Raum 19 gebildet, durch den das Wasser strömt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Leitflächen 16 und 17 seitlich an den Enden miteinander verbunden, so daß sie zusammen eine Art Ring bilden (Abb. 4), durch dessen Hohlraum 19 das Wasser schräg aufwärts hindurchströmt.

Diese ringartige Leitvorrichtung wird von >o<» zwei am Boden 20 des Schiffes befestigten lotrechten Armen 21, 22 getragen, deren Querschnitt tropfenförmig gestaltet und so angeordnet ist, daß diese Flächen in der Richtung der Stromfäden liegen, die im Bereich »05 dieser Träger 21, 22 verlaufen (Abb. 2).

Es empfiehlt sich, die Querschnitte der Leitflächen 16 und 17 ebenso wie die der Tragarme 21, 22 als entsprechend dicke Tropfenprofile auszubilden, damit die Strömung inner- »10 halb eines möglichst großen Winkelbereiches an den vorderen Enden der Flächen eine lanfte, ablösungsfreie Umlenkung erfährt.

Die beiden Leitflächen 16 und 17 sind so angeordnet und gestaltet, daß sie in der > Wasserströmung 18 wie die Tragflächen eines estaffelten Doppeldeckers wirken, wobei an der Oberseite der Leitflächen, also an der dem Schaufelrad zugekehrten Seite, infolge der Wirkung der Schaufeln des Propellers <ao ine absaugende Beschleunigung des Wassers eintritt. Es entsteht daher an der Oberseite

der Flächen 16 und 17 ein Unterdruckfeld mit einem in der Strömungsrichtung gerichteten Gefälle, und hierdurch werden an den Leitflächen 16 und 17 Auftriebkräfte erzeugt, die an den Leitflächen 16 und 17 vor den Schaufeln angreifen und die durch die Pfeile 23 und 24 in Abb. 3 angedeutet sind und die so gerichtet sind, daß eine ihrer Komponenten in der Fahrtrichtung des Schiffes verläuft und daher den Schub des Propellers verstärkt, indem die in der Fahrtrichtung des Schiffes verlaufende Komponente der Kräfte 23, 24 durch die Tragarme 21, 22 auf dien Schiffskörper wirkt.

Bei größeren Ausführungen kann es nötig werden, zwischen den beiden Tragarmen 21 und 22 noch einen oder auch mehrere weitere Tragarme für die Leitflächen 16, 17 anzuordnen. Auch diese Tragarme müssen dann so gestaltet und angeordnet sein, daß sie der durch das Schaufelrad erzeugten Strömung angepaßt sind. Wenn die Leitflächen 16 und 17 völlig getrennt voneinander angeordnet werden, so muß jede von ihnen von Tragarmen getragen werden, für die das gleiche gilt.

Jede der Leitflächen für die vordere und für die hintere Radhälfte kann auch für sich unterteilt werden. Sind mehrere Propeller mit Leitvorrichtungen nebeneinander angeordnet, so kann man die Leitvorrichtungen und deren Tragarme miteinander verbinden.

Die Tragarme der Leitflächen müssen nicht immer lotrecht, sondern sie können auch schräg angeordnet werden. Ihre Anordnung und bauliche Ausbildung wird auch von der Gestalt des Schiffsbodens oder überhaupt'des Schiffskörpers im Bereich des Schaufelrades abhängen.

Die Abb. 5 zeigt schematisch die linke Hälfte der Rückansicht eines Hinterschiffes, das zu beiden Seiten muldenartig 'ausgenommen ist, wobei in jeder dieser muldenförmigen Ausnehmungen ein Schaufelradpropeller untergebracht ist. Der Spant 25 geht durch die Achse x-x des 'Schaufelrades hindurch, von dem drei Schaufeln 27, ^!28 und 29 gezeichnet sind. Die Spanten 30, 31 'und 32 zeigen den Übergang des Hinterschiffes 'zur Schiffsmitte hin. Die Leitvorrichtung 33 wird außen von einem mehr oder minder lotrechten Tragarm 34 und innen, gegen die Längsmittelebene des Schiffes hin, durch einen schrägen Tragarm 3 5 gehalten. Durch diese schräge Anordnung des Tragarmes 3 5 wird bei der dargestellten Schiffsform dessen freie Länge verkürzt.

Abb. 6 zeigt die Rückansicht eines Hinterschiffes, das in der Mitte muldenförmig ausgenommen ist, um dort ein Schaufelrad unterbringen zu können, dessen Achse tn-m in der Längsmittelebene des Schiffes liegt. Die Leitvorrichtung 36 wird hier von zwei schrägen Tragarmen 37, 38 getragen. Die Mulde, die von der Leitvorrichtung 36 und den Tragarmen 37, 38 gewissermaßen überbrückt wird, kann sich beliebig weit gegen die Schiffsmitte hin und darüber hinaus bis zum Bug erstrecken, der einen Doppelkiel aufweisen kann.

Die Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des Schiffes, und zwar auf der linken Seite in Rückansicht bis zur Quermittelebene des Schaufelrades und auf der rechten Seite den Übergang zur Schiffsmitte und zum Bug. Die Spanten sind in diesem Fall so gestaltet, daß der Kiel sich am Bug teilt und daher ein Doppelkiel entsteht. Auch hier wird die Leitvorrichtung 39 durch schräge Arme 40 getragen und überbrückt die Mulde, in der das Schaufelrad angeordnet ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Leitvorrichtung, die gegenüber den Schaufelenden eines Schaufelrades mit genau oder annähernd achsparallel angeordneten schwingenden Schaufeln angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl gegenüber der vorderen als auch der hinteren Radhälfte je eine'Leitvorrichtung (16, 17) angeordnet ist,'die sich von den Schaufelspitzen weg in Fahrtrichtung erstreckt und entsprechend der Strömungsrichtung geneigt ist, so daß 'zwischen der vorderen und der hinteren nach Art eines gestaffelten Doppeldeckers wirkenden Leitvorrichtung ein von Wasser durchströmter Zwischenraum (19) gebildet wird.

2. Leitvorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber der vorderen und gegenüber der 'hinteren Radhälfte angeordneten Leitvorrichtungen (16, 17) ringförmig miteinander verbunden sind. '

3. Leitvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit ihren Tragarmen {2,7, 38) eine'Mulde des Schiffskörpers überbrückt.

4. Leitvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Leitflächen (16, 17) und gegebenenfalls auch die Querschnitte der Tragarme (21, 22, 34, 35,<37, 38) tropfen-

• förmig ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen