DE883255C - Ummantelung fuer Schraubenpropeller - Google Patents

Description

• Ummantelung für Schraubenpropeller Bekannt sind ungeteilte Düsenringe, die um die Propeller gebaut werden. Die Wirkung derartiger Düsen wird durch Wasserablösungsvorgänge stark beeinflußt. Bei einer Düsenschraube stoßen die durch die Propellerflügel gebildeten Wasserwirbel gegen die innere Düsenwand; sie breiten sich an dieser aus und setzen sich hinter dem Düsenaustritt als freie Wirbelflächen fort.
• Werden r:un erfindungsgemäß um den Propeller zwei Düsenringe mit einem dazwischenliegenden Ringspalt angeordnet, wobei die Schraubenflügelspitzen direkt hinter dem Ringspalt zu liegen kommen, dann entsteht durch diesen Spaltraum zusätzlich ein neuer von außen kommender Wasserzufluß, der zur Vergrößerung des Propeller-Wirkungsgrades beiträgt und der zunächst noch nicht in Rotation gesetzt worden ist, wie dies bei der im Bereich der Düse von vorn angesaugten Wasserströmung der Fall ist; denn der durch den Ringspaltraum einströmende Wasserstrahl wird durch die vordere Düsenringaußenfläche nach dem Düseninnern abgeschirmt. An der Stelle, wo das Wasser die Schraubenummantelung berührt, wird sich eine Abschwächung der Rotationsgeschwindigt keit ergeben, die eine leichtere Ablösungsmöglichkeit an der Wand des rückwärtigen Düsenringes bedingt.
• Die durch die Zentrifugalkraft veranlaßte Adhäsion der an die Innenwandfläche der Düsen geschleuderten Wassermassen soll durch den von außen neu angesaugten Wasserzulauf beeinflußt werden, wodurch an dem Propellerspitzenkreis eine Überlagerung zweier verschiedener Wasserstromauswirküngen entsteht, die sich gegenseitig stören und eine Abschwächung der Adhäsionsbindung an den inneren Düsenflächen verursachen.
• Es ist ferner zu beachten, daß der Schraubenstrahl als ein von wirbelbelegten Flächen durchsetztes Gebilde nach achtern zur Einschnürung neigt und durch den Ringspaltraum der Düse nunmehr ein Wasserstrahlring tangential zum Propellerstrom einläuft. Insbesondere wird im Fall eines erweiterten Düsenaustritts die den Propellerstrahl durch den Propeller erteilte Energiezufuhr eine wesentliche Rolle auf die Ablösungsverhältnisse am Innenmantel ausüben.
• Die Schaffung eines dickeren Profils durch eine übermäßige Erweiterung des Düsenmundes würde die Ablösungsverhältnisse ungünstig beeinflussen. Den Propeller soll man bekanntlich an die Stelle stärksten Gegenstroms, d. h. größter Querschnittsverengung, legen. Die Düsenwirkung wird gestärkt wenn durch die Profilform ein kräftiger Gegenstrom am Ort des Propellers erzielt wird. Günstig für die Erzeugung derselben ist eine Erweiterung des Düsenquerschnitts nach dem Düsenaustritt. Werden die Ablösungsverhältnisse verbessert, so, wird auch der nützliche Gegenstrom stärker.
• Durch überlagerung der aus dem Ringspaltraüm nach hinten austretenden Strömung mit dem eigentlichen Propellerstrom wird das den Propellerstrom durchsetzende Wirbelfeld in seiner Wirkung in der-Nähe der Düse beruhigt werden.
• Das Grundprinzip einer Düsenwirkung geht darauf zurück, eine möglichst große Wassermasse zu erfassen, die dem in der Düse arbeitenden Propeller zugeführt werden muß. Bei normalen Ummantelungen erhält der Düsenmund einen Staudruck, wodurch verstärkter Widerstand hervorgerufen wird. Mit einer Erweiterung- der Düse hat man Rcibungs- und Verzögerungsverluste in Kauf zu nehmen.
• Im Flugzeugbau wurden günstige Verbesserungen dadurch erzielt, däß man in den Tragflächen durch Vorflächen gebildete Düsenspalten anordnet, durch welche eine für ihre Wirkung maßgebende Anströmung tangential zur Wandung zugeführt wird.
• Im Sinne dieser Erfahrungen ist in der Erfindung der vordere Düsenring als ein Vorflügel zu betrachten, dessen Profil eine in sich bereits abgeschlossene Tropfenfläche darstellt und welch letztere unter Bildung einer Düsenspalte die hintere Anbauwandung fortsetzt und ergänzt; wodurch erreicht werden soll, daß die über die Nase des vorderen Düsenringes auf den Kopf des hinteren Düsenringes auftreffenden und zugeleiteten Wasserströmungen in das Innere der Schraubenummantelung hineingezogen werden. Beide Düsenringe bilden zusammen wieder eine Tragflächenform.
• Wenn man nun an beiden Bordseiten weiterhin etwa in der mittleren Höhe der Düsenringe einen im Innern ausgehöhlten, an sich bekannten Wellenschluckerkörper anbaut, so beeinflußt man hierdurch zunächst den Wasserstau vor dem vordersten Düsenring.
• Der Wellenschlucker besteht aus einem Tropfenkörper, der einen oben und unten offenen, nach vorn abgeschirmten inneren Hohlraum besitzt. Bei Fahrt des Schiffes wird hierdurch die anlaufende Welle in eine Außen- und eine Innenwelle geteilt, die durch gegenseitige Verlagerung eine Minderung von Wellenbildungen verursacht.
• Die tropfenförmigen Vorbauten werden den am Düsenmund der Ummantelungen entstehenden Staudruck verteilen und abschwächen. Es findet dann ferner eine Umlenkung der anlaufenden Wasserströmung in Richtung nach der Schraube statt, wobei der Wasserzufluß zu derselben durch den ringförmigen Düsenspalt erhöht wird. *Diese Bestrebungen werden dadurch gefördert, daß gewöhnlich an dieser Stelle größere Heckwellenwassermassen vorhanden sind. Andererseits wird gleichzeitig die Heckwelle nach unten gezogen und in ihrer ungünstigsten Auswirkung vermindert. Der Wellenschluckeranbau wird außerdem eine schlingerdämpfende Wirkung ausüben.
• Vor dem Wellenschluckervorbau wird an jeder Bordseite eine Verbindung desselben mit dem vorderen Schiffskörper durch ein ,vorgesetztes Leitblech geschaffen, dann wird der am Hinterschiff anlaufende Wasserstrom an jeder Bordseite durch eine Scheidewand zerschnitten und geteilt: Der Wasserstrom läuft innerhalb der Leitbleche von vorn nach achtern in die Kreisfläche der Düsenringe, wobei die angesetzten Wellenschluckerkörper und Leitbleche ein seitliches Auswandern des inneren Wasserstroms abgrenzen und verhindern.
• Durch den bei Fahrt in den hohlen nach vorn abgeschirmten Wellenschlückerkörpern entstehenden Sog werden die an den Außenseiten des Schiffes entlang laufenden Wasserströme mehr an das Hinterschiff herangezogen, an den Außenflächen der Leitbleche wird ein Überdruck, an den Innenflachen ein Unterdruck erzeugt werden. Der Überdruck wird dazu beitragen, durch die Wellenschlucker zusätzliche Wassermassen über den Düsenspaltring stärker in die Schraubenummantelungen zu drücken, der Unterdruck wird die Wasseransaugung vom unteren Schiffsboden zum Propeller unter Verminderung des Schiffswiderstandes fördern. Das Wasser wird bereits von weiter vorn denn Propeller mehr parallel zu seiner Achse zugeführt. Der durch die neuartige Hinterschiffsform bedingte Schiffswelleneinfluß wird auf das Propellerwellenfeld eine Interferenzwirkung ausüben. Die Nachstrom-, Wässerablösüngs- und Schiffsformverhältnisse für Rückwärtsfahrten werden verbessert.
• Die seitlich angesetzten Leitbleche mit anschließender- Wellenschluckerkörpern werden vorsorglich schützend ein Anprallen von störenden schwimmenden Gegenständen auf die Düsenanlage verhindern und letztere rechtzeitig nach außen abweisen.
• Die seitlichen Wellenschlucker werden Sogbeeinflussungen vorbeifahrender Schiffe entgegenwirken; sie werden das Ausscheren des Achterschiffs und die häufig eintretenden Beschädigungen der hinteren Steuerbordkimmplatten an Kanalufern verringern.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Abb. I zeigt einen Horizontalschnitt, Abb. Il einen Längsschnitt, Abb. III ein Schaubild des Hinterschiffs.
• Der Propeller i liegt in zwei Düsenummantelungen 2, 3, die durch einen Spaltraum .4 voneinander getrennt sind. Die Wellenschluckerkörper 5 besitzen innere nach vorn abgeschirmte Hohlräume 6 und sind durch Leitbleche 7 mit dem vorderen Schiffskörper verbunden. Durch die seitliche Abgrenzung der Wellenschluckerkörper 5 und Leitbleche 7 entstellt ein abgeschiedener Raum B. Ein Richtungspfeil a zeigt, wie die Wasserströmung vom Propeller durch diesen Raum in den inneren Düsenraum gesaugt wird, Pfeil b zeigt, wie durch den Wellenschlucker das Wasser in den Spaltdüsenring d. einläuft, Pfeil c zeigt, wie der Wasserstrom durch die Tropfenform des Wellenschluckers 5 an den Außenmantel des hinteren Düsenringes 3 herangezogen wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ummantelung für Schraubenpropeller, gekennzeichnet durch zwei um den Propeller (i) hintereinander mit einem dazwischenliegenden Ringspalt (4.) angeordnete Düsenringe (2 und 3), wobei die Schraubenflügelspitzen unmittelbar hinter dem Ringspalt (q,) liegen.
2. 2. Ummantelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten der Düsenringe (2, 3) seitlich jeweils eine Wellenschluckeranlage (5) angeordnet wird, wobei der innere Hohlraum (6) der Wellenschluckerkörper in den Ringspalt (4) der Düsenringe (2, 3) endet.
3. 3. Ummantelung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wellenschluckeranlage (5) an jeder Bordseite eine Verbindung derselben mit dem vorderen Schiffskörper durch eine vorgesetzte, etwa lotrechte Leitblechwand (7) geschaffen wird. ,.. Ummantelung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenschluckerkörper (5) in Richtung des anlaufenden Wasserstroms nach unten etwas geneigt angeordnet werden.