-
Tankstabilisierungsanlage für Schiffe Die Erfindung bezieht sich auf
Anlagen zum Ausgleich der Schlingerbewegungen bei Schiffen; bei denen auf gegenüberliegenden
Seiten des Schiffes angeordnete Wasserbehälter (Schlingertanks) durch einen sie
verbindenden waagerechten Kanal wechselweise gefüllt und entleert werden, und zwar
mit Hilfe einer in dem Verbindungskanal arbeitenden Pumpe.
-
Es ist bei Stabilisierungsanlagen dieser Art bekannt, die Pumpe zur
Förderung des Wassers von der einen zur anderen Schiffsseite als Propellerpumpe
mit verstellbaren Schaufeln auszubilden, derart, daß beim Wechseln der Förderrichtung
die Drehrichtung des Antriebsmotors nicht umgekehrt zu werden braucht, sondern nur
eine Verstellung der Schaufeln erforderlich ist. Bei bekannten Anlagen dieser Art
ist die Propellerpumpe so in den Verbindungskanal eingebaut, daß ihre Drehachse
in der Achse des Kanals liegt; ihr Antrieb erfolgt von einem oberhalb des Kanals
befindlichen Motor aus mit Hilfe einer durch die Kanalwandung geführten Querwelle
mit zwei Kegelradpaaren oder aber unmittelbar von der Welle des Motors aus, der
dann aber seitlich in der Verlängerung des Verbindungskanals angeordnet sein maß,
wodurch er schlecht zugänglich wird. und außerdem Platz für die Schlingertanks verlorengeht.
Zur Vermeidung dieses- Übel-. standen hat man auch schon den Vorschlag gemacht,
bei Anordnung des Motors oberhalb des Kanalsund unmittelbarem Antrieb durch die
durch die Kanalwandung hindurchgeführte Welle die Propellerpumpe in einer nach oben
gerichteten Kröpfung des Verbindungskanals unterzubringen. Das hat aber, abgesehen
von der durch die Kröpfung bedingten schlechten Raumausnutzung den Nachteil, daß
durch den wiederholten Richtungswechsel des Kanals an der Kröpfungsstelle bei den
dort vorhandenen Wassergeschwindigkeiten nicht unerhebliche Strömungsverluste entstehen
und der Wirkungsgrad des Propellers infolge der unsymmetrischen Zuströmung ungünstig
beeinflußt wird.
-
Bemerkt sei noch, daß die Verwendung von Schraubenpropellern mit senkrechter
Achse als Pumpen zur Förderung der Ausgleichswassermassen bei der Stabilisierung
von Schiffen mit Hilfe von auf beiden Schiffsseiten eingebauten Schlingertanks nicht
neu ist. Nach einem bekannten Vorschlage sollen derartige Propellerpumpen in unmittelbar
nach außenbords führende Öffnungen eingebaut werden, die im Boden der unter sich
nicht in Verbindung stehenden Tanks vorgesehen sind. Die Antriebswellen der Propeller
sollen dabei senkrecht durch die Tanks zu den auf diesen angeordneten' Motoren geführt
werden.
-
Beim Gegenstand der Erfindung wird ebenfalls eine Propellerpumpe mit
senkrecht
stehender Umlaufachse angewendet. Erfindungsgemäß erhält
beim Einbau einer solchen Pumpe in eine den Tankkanal in übereinander liegende Druck-
und Saugseiten teilende Trennwand die freie Durchgangsöffnung durch Anwendung eines
Propellers mit im Verhältnis zu seinem Durchmesser stark verdickter Nabe einen wesentlich
kleineren Querschnitt als die Zu- und Ablaufquerschnitte. Dabei wird das Wasser
im wesentlichen radial zu- und abgeführt und durch Anordnung von Leitblechen mit
mehr oder weniger halbkreisförmig verlaufendem Profil am Umfange der Propelleröffnung
sowie von oberhalb und unterhalb der Propellernabe koaxial mit der Umlaufachse nach
den Kanalwandungen zu sich erweiternden Umdrehungskörpern, deren Erzeugende ebenfalls
kreisbogenartig gekrümmt sind, werden die Stromfäden allmählich aus der waagerechten
Richtung in die senkrechte und aus dieser wieder in die waagerechte Richtung umgelenkt.
Werden außerdem die Verhältnisse so gewählt, daß der mittlere Krümmungsradius der
Umdrehungsleitkörper sich zudem des Leitblechprofils im wesentlichen wie der Durchmesser
des Propellers zum Durchmesser seiner Nabe verhält, so ergibt sich neben dem einfachen
Aufbau, der es ermöglicht, den Antriebsmotor bei direktem Antrieb des Propellers
unmittelbar auf den Kanal zu setzen, ein vorzüglicher Wirkungsgrad für die Förderung
des Wassers in den dauernd wechselnden Richtungen. Ferner läßt sich wegen der starken
Einschnürung des Kanals an der Stelle des Einbaus des Propellers sowie der dadurch
bedingten hohen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des letzteren ein sehr schnell
laufender Propeller und entsprechend kleiner Antriebsmotor von geringem Gewicht
verwenden.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehr schematischer Darstellungsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. z den mittleren Teil des die Schlingertanks
verbindenden Kanals mit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Pumpe in senkrechtem
Mittelschnitt, während Abb.2 die Pumpe in einem waagerechten Mittelschnitt darstellt.
-
Der Verbindungskanal a ist durch eine schräge Trennwand b mit den
Rundungen c mit beliebigem Krümmungsradius in zwei Teile geteilt und das ringförmige
Gehäuse e der Pumpe in diese Wand eingebaut. Das Gehäuse e ist außerdem mittels
der Leitschaufeln f mit dem Kanalboden und der Kanaldecke verbunden.
-
Die mehr oder minder schräge Deckenlage ergibt günstige Querschnittsverhältnisse
bei sicherer Vermeidung von stärkerer Kontraktion oder Strömungsablösung, und zwar
sowohl für den Zufluß als auch für die abgehende Strömung.
-
Das Wasser fließt mit niedrigen Geschwindigkeiten zur Pumpe und tritt
durch den Ringraum mit Leitschaufeln konzentrisch in das Pumpengehäuse ein. Dabei
wird es auf kurzem Wege beschleunigt und behält nur auf kürzester Strecke, etwa
entsprechend der Höhe des Propellers, die hohe Durchflußgeschwindigkeit, welche
für eine günstige Dimensionierung der Pumpe und der Antriebsmaschine zweckmäßig
ist. Das Wasser wird auf der anderen Seite des Propellers in dem anschließenden
Ringraum sofort wieder verzögert, so daß die mit hoher Geschwindigkeit strömende
Wassermenge und damit auch die Strömungsenergie klein sind.
-
Zur Bewegung des Wassers in der einen und der anderen Richtung wird
ein Propeller mit verstellbaren Schaufeln k verwendet, bei j welchem nach jedem
Arbeitsspiel die Umstellung der Schaufeln erfolgt, so daß die Antriebsmaschine durchlaufen
kann.
-
Da die Laufschaufeln des Propellers nach Umstellung für entgegengesetzte
Förderrichtung nur als gerade Schaufeln ausgeführt werden können, ist eine normale
Propellerpumpe überhaupt nicht verwendbar. Bei der vorgesehenen Wasserführung mit
der verhältnismäßig starken Krümmung aller durch die Pumpe gehenden Stromfäden wird
jedoch erreicht, daß die Durchflußgeschwindigkeiten am äußeren Umfang des Propellers
wesentlich größer werden als an der Nabe. Durch passende Auswahl der mittleren Krümmungsradien
für die Begrenzung der Meridianströmung, und zwar so, daß sich der Radius der äußeren
Begrenzung r1 zu dem an der Nabe r.. ungefähr wieder Durchmesser der Nabe d, zum
äußeren Propellerdurchmesser -1 verhält, wird das Verhältnis der Geschwindigkeit
der Durchflußströmu:ng zur Umfangsgeschwindigkeit des Propellers auf jedem Durchmesser
gleich .und damit die gerade Schaufel, mit symmetrischem Tragflügelprofil als Querschnitt,
bei gutem Wirkungsgrad anwendbar. Selbstverständlich sind geringe Abweichungen des
Radienverhältni.sses für die Krümmung im äußeren und inneren Stromfaden und des
Durchmesserverhältnisses für Nabe und Propeller zulässig, ohne daß die vorliegende
Erfindung hierdurch beeinträchtigt würde.
-
Die die oben erwähnte Beschleunigung des Wassers im Bereich des Propellers
bedingende Einschnürung des Strömungsweges wird dadurch erreicht, daß der Propeller
eine gegenüber seinem Durchmesser stark verdickte Nabe erhält, derart, daß die freie
Durchgangsöffnung in der den Propeller aufnehmenden
Trennwand b
einen wesentlich kleinen Querschnitt als die Zu- und Ablaufquerschnitte besitzt.
Das Verhältnis des Nabendurchmessers dn züm Propellerdurchmesser d soll wenigstens
0,5, vorzugsweise mehr als o,6 betragen.
-
Mit l ist das Gehäuse für den Pumpenmotor, und mit g und h' sind zwei
kegelstumpfartige Leitbleche bezeichnet, deren Erzeugende ebenso wie die der Wandteile
e des Pumpengehäuses etwa kreisbogenförmig verläuft.