DE925209C

DE925209C - Propeller with a throat-like casing, especially for ship propulsion

Info

Publication number: DE925209C
Application number: DEV3107D
Authority: DE
Inventors: Kosta Dr-Ing Vasiljevic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-05-01
Filing date: 1941-05-01
Publication date: 1955-03-14

Description

Treibschraube mit einer düsenartigen Ummantelung, insbesondere für Schiffsantrieb Die Erfindung betrifft eine Treibschraube, die insbesondere als Schiffsschraubenantrieb Anwendung finden soll und mit einer düsenartigen Ummantelung zum Einfangen einer größtmöglichen Menge des flüssigen oder gasförmigen Mediums versehen ist. Man kennt bereits mit einer Ummantelung versehene Laufräder, deren Nabe nach der Beschaufelung zu gewölbt ist. Bei solchen Laufrädern wird aber keine Düsenwirkung erzielt. Ebenso hat man auch bereits vorgeschlagen, die wirksame Schraubenfläche bei Laufrädern durch eingeschaltete Zwischenringe zu unterteilen, um allgemein die Dämpfung zu verbessern, eine Sogverminderung zu erreichen und bei überlastung die Kävitationsgefahr zu verkleinern. Mit derartigen Schrauben läßt sich jedoch keine Propulsionssteigerung der wirksamen Treibschraubenfläche erzielen, was aber gerade für Schiffsschraubentriebe von besonderer Bedeutung ist.Propeller with a nozzle-like casing, especially for Ship propulsion The invention relates to a propeller, which is used in particular as a propeller propulsion system To find application and with a nozzle-like sheath to capture a the largest possible amount of liquid or gaseous medium is provided. One knows Impellers already provided with a casing, the hub of which after the blading is too arched. With such impellers, however, no nozzle effect is achieved. as well it has already been suggested that the effective helical surface area in impellers to be subdivided by switched-on intermediate rings in order to generally increase the damping improve, to achieve a reduction in suction and, in the event of overload, the risk of cvitation to zoom out. With such screws, however, no increase in propulsion can be achieved achieve the effective propeller surface, but what exactly for ship propellers is of particular importance.

Durch die Erfindung werden die Mängel bekannter Laufräder und Treibschrauben behoben, indem erfindungsgemäß eine die wirksame Treibschraubenfläche verkleinernde und die gesamte Menge des von der Ummantelung eingefangenen Mediums dieser verkleinerten Treibschraubenfläche zuführende Düse zur Anwendung gelangt, welche von einem die äußere Ummantelung der Schraube bildenden Profilring und einem zwischen der Nabe und der Ummantelung angeordneten inneren. Profilring gebildet ist. Vorzugsweise ist der innere Profilring mit der Nabe durch Streben verbunden, welche so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie keine Schraubenwirkung bzw. Propulsonssteigerung ausüben können.The invention eliminates the shortcomings of known impellers and propellers remedied by a reducing the effective propeller surface according to the invention and reduced the total amount of media trapped by the envelope thereof Propellant surface feeding nozzle is used, which of a die outer casing of the screw forming profile ring and one between the hub and the casing arranged inner. Profile ring is formed. Preferably the inner profile ring is connected to the hub by struts, which are so arranged and are designed so that they do not exert any screw action or increase in propulsion can.

Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigen Abb. I bis 4 diagrammatische Darstellungen über die Schraubenwirkung, Abb.5 einen Längsschnitt durch eine Treibschraube gemäß der Erfindung und Abb. 6 bis 8 Anwendungsbeispiele für die Schraube.The idea of the invention allows the most diverse implementation possibilities to. One of them is shown in the drawing, namely Figs. I to 4 diagrammatic representations of the screw action, Figure 5 a longitudinal section by a propeller according to the invention and Fig. 6 to 8 application examples for the screw.

Die Abb. I stellt den Kontrollraum eines Mediums dar. In diesem Kontrollraum ist ein Wasserstrahl von dem Durchmesser d gesondert zu betrachten. Da keine Energiezufuhr von außen erfolgt, ist die Geschwindigkeitsgröße v an Ein- und Austritt die gleiche.Fig. I shows the control room of a medium. In this control room a water jet of diameter d has to be considered separately. Since no energy supply occurs from the outside, the velocity variable v at the inlet and outlet is the same.

Abb. 2 stellt denselben Kontrollraum mit einer Schraube s dar. Der Wasserstrahl von dem Durchmesser d erfährt eine Kontraktion auf f und somit einen Geschwindigkeitszuwachs, so daß die Geschwindigkeit beim Austritt aus dem Kontrollraum v + c beträgt.Fig. 2 shows the same control room with a screw s. The water jet of diameter d experiences a contraction to f and thus an increase in speed, so that the speed when exiting the control room is v + c.

Abb. 3 stellt eine düsenartige Ummantelung a der Schraube dar. Aus der Abbildung geht hervor, daß dieselbe wirksame Schraubenfläche s durch eine größere Wassermenge e, die durch die Ummantelung der Schraube eingefangen wird, einen größeren Geschwindigkeitszuwachs c' erzeugt. In der Abb. 3 ist auch der Düsenschub Sd als die Komponente des Auftriebs A der Ringdüse eingezeichnet.Fig. 3 shows a nozzle-like casing a of the screw The figure shows that the same effective helical area s is replaced by a larger one The amount of water e that is captured by the casing of the screw is greater Speed increase c 'generated. In Fig. 3, the nozzle thrust Sd is also shown as the component of the buoyancy A of the ring nozzle is shown.

Aufgabe der Erfindung ist die Einschränkung der wirksamen Propellerfläche, um den Gegenstrom noch weiter zu steigern. Die Merkmale der Erfindung kommen am besten durch den Vergleich zwischen der düsenartig ummantelten Schraube, wie in Abb. 3, und der neuen Treibschraube, wie in Abb. 4, zum Vorschein.The object of the invention is to limit the effective propeller surface, to increase the countercurrent even further. The features of the invention come on best by comparing the nozzle-like sheathed screw, as in Fig. 3, and the new propeller as shown in Fig. 4.

In den beiden zu vergleichenden Fällen ist die gleiche Ummantelung a angenommen. Während bei der düsenartig ummantelten Schraube, wie in Abb. 3, die Steigerung des Gegenstromes durch die eingefangene Wassermenge begrenzt ist, ist durch die strömungstechnische Ausbildung nach der Erfindung eine weitere Gegenstromsteigerung durch die Verkleinerung der wirksamen Propellerfläche möglich. Diese Verkleinerung der wirksamen Propellerfläche durch eine, wie aus Abb. 4 hervorgeht, düsenartig ausgebildete Nabe b, birgt die ideale Lösung des Problems der Treibschraube in sich. Durch die beliebige Verkleinerung der wirksamen Propellerringfläche kann man den Geschwindigkeitszuwachs c in der Propellerebene theoretisch bis ins Unendliche steigern, den Wirkungsgrad der Treibschraube beliebig verbessern, was eine beliebige Steigerung der beiden um die Düsenringe vorhandenen Zirkulationen r bzw. r' zur Folge hat und somit eine beliebige Entlastung der Schraube.The two cases to be compared have the same coating a assumed. While with the nozzle-like sheathed screw, as in Fig. 3, the Increase in countercurrent is limited by the amount of water captured due to the fluidic design according to the invention, a further increase in countercurrent possible by reducing the effective propeller surface. This downsizing the effective propeller surface through a, as can be seen from Fig. 4, nozzle-like trained hub b, contains the ideal solution to the problem of the propeller. By reducing the effective propeller ring area as desired, one can use the Theoretically increase the speed increase c in the propeller plane to infinity, improve the efficiency of the propeller arbitrarily, which is an arbitrary increase of the two circulations r and r 'existing around the nozzle rings and thus any relief of the screw.

In der Abb. 4 soll a die einfache Ummantelung, b die Nabendüse und s die wirksame Propellerringfläche darstellen, A und A' die jeweiligen Auftriebe und deren axiale Komponenten Sd und Sd' die Düsenschübe. Wie aus Abb. 4 hervorgeht, ist durch die größere Zuwachsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsfeldes von e' auf g' die Zirkulation größer als die in Abb. 3 und die Zirkulation r' um die Nabendüse b, durch das stark verzögerte Geschwindigkeitsfeld g", entsprechend noch größer und somit auch die beiden Düsenschübe Sd' und Sd. Der letzte Vergleich des Verhaltens der Düsen in den verschiedenen Geschwindigkeitsfeldern ist natürlich nur unter Zugrundelegung derselben strömungstechnischen Gesichtspunkte bei der Wahl der zu vergleichenden Düsen möglich.In Fig. 4, a should be the simple casing, b the hub nozzle and s represent the effective propeller ring area, A and A 'the respective lifts and their axial components Sd and Sd 'are the nozzle thrusts. As can be seen from Fig. 4, is due to the greater rate of increase of the velocity field of e ' g 'the circulation greater than that in Fig. 3 and the circulation r' around the hub nozzle b, due to the strongly delayed speed field g ″, correspondingly even greater and thus also the two nozzle thrusts Sd 'and Sd. The final comparison of behavior the nozzles in the various speed fields is of course only based on this the same fluidic point of view when choosing the one to be compared Nozzles possible.

In Abb. 5 ist die neuartige Treibschraube mit der Ummantelung I dargestellt. Die Nabe 4 ist durch eine Anzahl von Streben 5 mit der Nabendüse 2 verbunden. Auf der äußeren Seite der Nabendüse ist eine Anzahl von Flügeln 6 befestigt. Die Nabendüse 2 ist als selbsttragender Ring ausgebildet. Durch entsprechende Ausbildung hat man es in der Hand, das gewünschte Geschwindigkeitsbild, beispielsweise wie in Abb. 4, zu erreichen.In Fig. 5 the new propulsion screw with the casing I is shown. The hub 4 is connected to the hub nozzle 2 by a number of struts 5. on A number of vanes 6 are attached to the outer side of the hub nozzle. The hub nozzle 2 is designed as a self-supporting ring. With appropriate training you have it in hand, the desired speed image, for example as in Fig. 4, to achieve.

Die Abb. 6 bis 8 zeigen ein Beispiel der Anwendung des neuartigen Antriebs. Abb. 6 zeigt die Seitenansicht des Hecks eines Wasserfahrzeuges. Abb.7 zeigt die Ansicht von hinten, woraus die wirksame Fläche als Ringraum zwischen den beiden Düsen mit einer Anzahl von Flügeln, die auf der Nabendüse befestigt sind, zu ersehen ist. Die Abb. 8 zeigt die Aufsicht.Figs. 6 to 8 show an example of the application of the novel Drive. Fig. 6 shows the side view of the stern of a watercraft. Fig 7 shows the view from behind, showing the effective area as an annular space between the two nozzles with a number of blades attached to the hub nozzle, can be seen. Fig. 8 shows the top view.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Propeller with a nozzle-like casing, in particular for ship propulsion, characterized by a nozzle which reduces the effective propulsion screw surface (s) and supplies the entire amount of the medium captured by the casing to this reduced propeller surface, which nozzle is formed by a profile ring (i) and forming the outer casing of the propeller an inner profile ring (2) arranged between the hub (4) and the casing is formed.

2. Propulsion screw according to claim i, characterized in that the inner profile ring (2) is connected to the hub by struts (5) which are designed and arranged so that they cannot exert any screw action or increase in propulsion. Cited publications: German Patent No. 615 6i6; British Patent Nos R47 705, 386,039. French patent specification No. 4o2 687.