EP0271039A2 - Propulsion element for water-borne vessels - Google Patents
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- EP0271039A2 EP0271039A2 EP87118040A EP87118040A EP0271039A2 EP 0271039 A2 EP0271039 A2 EP 0271039A2 EP 87118040 A EP87118040 A EP 87118040A EP 87118040 A EP87118040 A EP 87118040A EP 0271039 A2 EP0271039 A2 EP 0271039A2
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- European Patent Office
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- cylinder jacket
- blades
- drive
- screw
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/26—Blades
Definitions
- the invention relates to a drive element for watercraft, in particular for ships, with screw wings fastened on a drive shaft protruding from the ship's hull and oriented at a certain angle thereto, which are surrounded by a cylinder jacket.
- the present invention has for its object to provide a drive element for watercraft, especially ships, of the type mentioned, with which the amount of water or the water flow from the beginning, ie. H. in front of the area of the screw wings, essentially in the direction of the drive axis and the screw wings, whereby the amount of water glides to the ship's propeller and the water is moved from the outside to the inside in a so-called manner and without great energy loss.
- a drive element of the type mentioned which is characterized in that on the drive axis at a distance L from the screw vanes in the direction of the drive motor blades with at least partially curved course in a screw-like arrangement up to the screw vanes, into the interior reaching the cylinder jacket and centrally attached to it such that the water flow in front of the area of the screw wings is essentially forced inwards in the direction of the drive axis and the screw wings.
- the main advantage of the drive element according to the invention is that the additional blades, which have an extension up to near the end of the cylinder jacket, force the amount of water or water flow from the beginning to the normal propeller, ie into the cylinder jacket, so that if possible no energy is drifted outwards.
- the blades are at least partially cone-shaped and have the shape of a hollow paraboloid, a hollow ellipsoid or a hollow hyperboloide and grip helically around the drive axis. This causes a so-called shoveling of the amount of water towards the screw wings.
- four blades are arranged centrically and symmetrically at a distance from each other on the drive axis on the one hand on a hub and on the other hand in the cylinder jacket.
- the blades on their side edges tangentially, lying along a surface line, can be fixed in the cylinder jacket and the other curved side edges can extend between the screw wings.
- the blades have for their fastening on a hub on the drive axis curved recesses and are rounded in the area of the hub, the rotating body of the involute of the blades forming a paraboloid, an ellipsoid or a hyperboloid.
- the width B of the cylinder jacket is approximately equal to the distance A of the end of the cylinder jacket from the fastening hub of the blades, where A + B ⁇ L is.
- turbine blades extending outward can also be arranged on another cylinder jacket that can be pushed on.
- FIGS. 1 to 4 on a drive axle 1 protruding from the ship's hull, not shown, by means of a hub 2, one out of four Screw wings 3 existing propeller attached.
- the screw wings 3 are aligned in a known manner at a certain angle to the drive axis 1 in order to obtain the greatest possible drive torque on the axis.
- the screw wings 3 are surrounded by a cylinder jacket 4 with the width B and fastened to it.
- the blade 5 has at least partially the shape of a conical section, in particular a hollow paraboloid, a hollow ellipsoid or a hollow hyperboloide, and engages around the drive shaft 1 in a helical manner.
- the front end is rounded at 7 on the hub 6, and the blade has a rounded notch 8 in the front region which merges into a side edge 9 which protrudes from the inner wall 10 of the cylinder jacket and extends between the screw wings 3.
- the other side edge 11 extends tangentially along a surface line of the cylinder shell 4.
- the rotating body of the involute of the blades 5 corresponds to a paraboloid, an ellipsoid or a hyperboloid.
- the width B of the cylinder jacket corresponds approximately to the distance A from End of the cylinder jacket up to the hub 6 of the blades 5.
- the distance L of the hub 6 from the screw wings 4 is approximately L ⁇ A + B.
- FIG. 5 A modified embodiment of the drive element according to the invention is shown in Figures 5 and 6.
- a further cylinder jacket 12 is placed on the cylinder jacket 4, which turbine blades 13 favor the flow on the outside.
- the arrangement is such that the cylinder jacket 12 slightly protrudes the cylinder jacket 4 towards the rear in the direction of the screw wings.
- the main advantage is achieved that the blades 5 so-called shovel the water from the outside inwards, since the blades have an extension that extends almost to the jacket end of the cylinder jacket.
- the screw wings 3 take over the pressurized amount of water and push it out through the protruding jacket end. As a result, practically no force is lost due to the effect of the width, since the amount of water slides from the beginning to the wing of the normal propeller, taking into account the transfer of the amount of water into the screw, so that practically no energy is lost and the drive element has a much greater thrust generated at a given engine power.
- four blades 5 can be provided on the inside and eight blades 13 on the outer cylinder jacket 12.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebselement für Wasserfahrzeuge, insbesondere für Schiffe, mit auf einer aus dem Schiffsrumpf herausragenden Antriebsachse befestigten, im bestimmten Winkel dazu ausgerichteten Schraubenflügeln, die von einem Zylindermantel umgeben sind.The invention relates to a drive element for watercraft, in particular for ships, with screw wings fastened on a drive shaft protruding from the ship's hull and oriented at a certain angle thereto, which are surrounded by a cylinder jacket.
Bekannte Schiffsschraubenanordnungen ohne Zylindermantel weisen den Nachteil auf, daß durch die Verwirbelung mit der Schraube zu viel Kraft durch die Breitenwirkung der Strömung verloren geht.Known ship propeller arrangements without a cylinder jacket have the disadvantage that too much force is lost due to the width effect of the flow due to the swirling with the screw.
Um diesem Nachteil zu begegnen, hat man schon vorgeschlagen, die Schraube mit einem Zylindermantel zu umgeben.In order to counter this disadvantage, it has already been proposed to surround the screw with a cylinder jacket.
Zwar ist die Wasserinnenreibung am Mantel verhältnismäßig groß, es ergibt sich jedoch eine weitaus optimalere Anordnung als bei der Schriffsschraube ohne Mantel.Although the internal water friction on the casing is relatively large, the arrangement is far more optimal than that of the inscription screw without casing.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebselement für Wasserfahrzeuge, insbesondere Schiffe, der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die Wassermenge bzw. die Wasserströmung von Anfang an, d. h. vor dem Bereich der Schraubenflügel, im wesentlichen in Richtung der Antriebsachse und der Schraubenflügel zwangsgeführt wird, wodurch die Wassermenge bis zur Schiffsschraube gleitet und das Wasser von außen her nach innen sogartig und ohne großen Energieverlust bewegt wird.The present invention has for its object to provide a drive element for watercraft, especially ships, of the type mentioned, with which the amount of water or the water flow from the beginning, ie. H. in front of the area of the screw wings, essentially in the direction of the drive axis and the screw wings, whereby the amount of water glides to the ship's propeller and the water is moved from the outside to the inside in a so-called manner and without great energy loss.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Antriebselement der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Antriebsachse im Abstand L von den Schraubenflügeln in Richtung des Antriebsmotors Schaufeln mit mindestens teilweise kurvenförmigem Verlauf in schraubenartiger Anordnung bis zu den Schraubenflügeln, in das Innere des Zylindermantels reichend und daran derart zentrisch befestigt sind, daß die Wasserströmung vor dem Bereich der Schraubenflügel im wesentlichen in Richtung der Antriebsachse und der Schraubenflügel nach innen zwangsgeführt wird.To solve the problem, a drive element of the type mentioned is proposed, which is characterized in that on the drive axis at a distance L from the screw vanes in the direction of the drive motor blades with at least partially curved course in a screw-like arrangement up to the screw vanes, into the interior reaching the cylinder jacket and centrally attached to it such that the water flow in front of the area of the screw wings is essentially forced inwards in the direction of the drive axis and the screw wings.
Mit dem Antriebselement gemäß der Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß durch die zusätzlichen Schaufeln, die eine Verlängerung bis nahe des Zylindermantelendes aufweisen, die Wassermenge bzw. Wasserströmung von Anfang an bis zur normalen Schiffsschraube, d. h. bis in den Zylindermantel, zwangsgeführt wird, so daß möglichst keine Energie durch Abdriften nach außen verlorgen geht.The main advantage of the drive element according to the invention is that the additional blades, which have an extension up to near the end of the cylinder jacket, force the amount of water or water flow from the beginning to the normal propeller, ie into the cylinder jacket, so that if possible no energy is drifted outwards.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are described in the subclaims.
Gemäß Anspruch 2 sind die Schaufeln mindestens teilweise kegelschnittförmig ausgebildet und weisen die Form eines Hohlparaboloides, eines Hohlellipsoides oder eines Hohlhyperboloides auf und umgreifen schraubenförmig die Antriebsachse. Dadurch wird ein sogartiges Einschaufeln der Wassermenge zu den Schraubenflügeln hin bewirkt.According to
Gemäß Anspruch 3 sind vier Schaufeln zentrisch und symmetrisch im Abstand voneinander auf der Antriebsachse einerseits an einer Nabe und andererseits in dem Zylindermantel angeordnet.According to
Gemäß Anspruch 4 können die Schaufeln an ihren Seitenkanten tangential, längs einer Mantellinie anliegend, in dem Zylindermantel befestigt sein und die anderen gekrümmten Seitenkanten bis zwischen die Schraubenflügel reichen.According to
Gemäß Anspruch 5 weisen die Schaufeln zu ihrer Befestigung auf einer Nabe auf der Antriebsachse kurvenförmige Aussparungen auf und sind im Bereich der Nabe abgerundet, wobei der Rotationskörper der Evolvente der Schaufeln ein Paraboloid, ein Ellipsoid oder ein Hyperboloid bildet.According to
Gemäß Anspruch 6 ist die Breite B des Zylindermantels etwa gleich dem Abstand A des Endes des Zylindermantels von der Befestigungsnabe der Schaufeln, wobei A + B ≙ L ist.According to
Schließlich können gemäß einer weiteren Ausführungsform des Antriebselementes auf dem Zylindermantel zusätzlich auf einem weiteren aufschiebbaren Zylindermantel nach außen verlaufende Turbinenschaufeln angeordnet sein.Finally, according to a further embodiment of the drive element on the cylinder jacket, turbine blades extending outward can also be arranged on another cylinder jacket that can be pushed on.
Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel bevorzugter Ausführungsformen das Antriebselement gemäß der Erfindung näher erläutert werden.The drive element according to the invention will be explained in more detail using the drawings using the example of preferred embodiments.
In den Zeichnungen zeigt
- Fig. 1 eine Seitenansicht des Antriebselementes gemäß der Erfindung.
- Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schaufel.
- Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Antriebselementes entsprechend dem Pfeil F1 von Fig. 1.
- Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Antriebselementes entsprechend dem Pfeil F2 von Fig. 1.
- Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Antriebselementes gemäß der Erfindung.
- Fig. 6 zeigt eine Ansicht des Antriebselementes gemäß Fig. 5.
- Fig. 1 is a side view of the drive element according to the invention.
- Fig. 2 shows a perspective view of a blade.
- FIG. 3 shows a view of the drive element according to arrow F1 of FIG. 1.
- FIG. 4 shows a view of the drive element according to arrow F2 from FIG. 1.
- 5 shows a side view of a further embodiment of the drive element according to the invention.
- FIG. 6 shows a view of the drive element according to FIG. 5.
Wie sich aus den Figuren 1 bis 4 ergibt, ist auf einer aus dem nicht dargestellten Schiffsrumpf herausragenden Antriebsachse 1 mittels einer Nabe 2 eine aus vier Schraubenflügeln 3 bestehende Schiffsschraube befestigt. Die Schraubenflügel 3 sind in bekannter Weise in einem bestimmten Winkel zur Antriebsachse 1 ausgerichtet, um das größtmöglichste Antriebsmoment auf die Achse zu erhalten.As can be seen from FIGS. 1 to 4, on a drive axle 1 protruding from the ship's hull, not shown, by means of a
Die Schraubenflügel 3 sind von einem Zylindermantel 4 mit der Breite B umgeben und mit diesem befestigt.The
Im Abstand L von den Schraubenflügeln sind in Richtung des Atriebsmotors, d. h. in Richtung des Pfeiles F1, vier Schaufeln 5 mit mindestens teilweise kurvenförmigem Verlauf in schraubenartiger Anordnung bis zu den Schraubenflügeln 3 ins Innere des Zylindermantels 4 reichend und daran sowie an der Achse 1 mittels einer Nabe 6 zentrisch befestigt. Der Winkel α , den die Tangenten an den äußeren Schaufelflächen mit der Achse 1 bilde, kann zwischen 40° und 50° betragen.At a distance L from the screw wings in the direction of the drive motor, i.e. H. in the direction of arrow F1, four
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Schaufel 5. Die Schaufel 5 weist mindestens teilweise die Form eines Kegelschnittes, insbesondere eines Hohlparaboloides, eines Hohlellipsoides oder eines Hohlhyperboloides, auf und umgreift die Antriebsachse 1 schraubenförmig. Insbesondere ist das vordere Ende bei 7 an der Nabe 6 abgerundet, und die Schaufel weist im vorderen Bereich einen abgerundeten Einschnitt 8 auf, der in eine Seitenkante 9 übergeht, die von der Innenwand 10 des Zylindermantels absteht und bis zwischen die Schraubenflügel 3 reicht. Die andere Seitenkante 11 verläuft tangential längs einer Mantellinie des Zylindermantels 4.2 shows a perspective illustration of a
Im vorderen Bereich der Nabe entspricht der Rotationskörper der Evolvente der Schaufeln 5 einem Paraboloiden, einem Ellipsoiden oder einem Hyperboloiden. Die Breite B des Zylindermantels entspricht etwa dem Abstand A vom Ende des Zylindermantels bis zur Nabe 6 der Schaufeln 5. Der Abstand L der Nabe 6 von den Schraubenflügeln 4 ist etwa L ≙ A + B.In the front area of the hub, the rotating body of the involute of the
Eine abgewandelte Ausführungsform des Antriebselementes gemäß der Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Dort ist auf dem Zylindermantel 4 ein weiterer Zylindermantel 12 aufgesetzt, der an der Außenseite die Strömung begünstigende Turbinenschaufeln 13 aufweist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Zylindermantel 12 den Zylindermantel 4 nach hinten in Richtung der Schraubenflügel etwas übersteht.A modified embodiment of the drive element according to the invention is shown in Figures 5 and 6. There, a
Mit dem Antriebselement gemäß der Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß die Schaufeln 5 das Wasser von außen her nach innen sogartig einschaufeln, da die Schaufeln eine Verlängerung aufweisen, die bis fast an das Mantelende des Zylindermantels reichen. Die Schraubenflügel 3 übernehmen die unter Druck stehende Wassermenge und drücken sie durch das überstehende Mantelende hinaus. Dadurch geht praktisch keine Kraft durch Breitenwirkung verloren, da die Wassermenge von Anfang an bis zu den Schraubenflügeln der normalen Schiffsschraube gleitet, wobei auch der Übergang der Wassermenge in die Schraube berücksichtigt ist, so daß praktisch keine Energie verloren geht und das Antriebselement ein wesentlich größeres Schubmoment bei vorgegebener Motorleistung erzeugt.With the drive element according to the invention, the main advantage is achieved that the
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebselementes nach den Figuren 5 und 6 können innen vier Schaufeln 5 und auf dem äußeren Zylindermantel 12 acht Schaufeln 13 vorgesehen sein.According to a preferred embodiment of the drive element according to FIGS. 5 and 6, four
Claims (7)
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- 1987-12-11 FI FI875453A patent/FI875453A/en not_active Application Discontinuation
- 1987-12-11 JP JP31245587A patent/JPS63159194A/en active Pending
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Also Published As
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