EP2060482A1 - Kort nozzle - Google Patents

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EP2060482A1
EP2060482A1 EP07023946A EP07023946A EP2060482A1 EP 2060482 A1 EP2060482 A1 EP 2060482A1 EP 07023946 A EP07023946 A EP 07023946A EP 07023946 A EP07023946 A EP 07023946A EP 2060482 A1 EP2060482 A1 EP 2060482A1
Authority
EP
European Patent Office
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kortdüse
opening
wall
ship
kort nozzle
Prior art date
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Granted
Application number
EP07023946A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP2060482B1 (en
Inventor
Mathias Kluge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Becker Marine Systems GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Becker Marine Systems GmbH and Co KG filed Critical Becker Marine Systems GmbH and Co KG
Priority to PL07023946T priority Critical patent/PL2060482T3/en
Publication of EP2060482A1 publication Critical patent/EP2060482A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/46—Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets

Definitions

  • the present invention relates to a Kortdüse, in particular such Kortdüse, which is designed to be rotatable about the rudder axis of a ship.
  • a Kortdüse is a tapered pipe, in which the propeller of a ship is arranged.
  • the tube also forms the wall of the Kortdüse.
  • the Kort nozzles can transfer an extra thrust to the ship without increasing the workload.
  • the propulsion-enhancing properties of the Kortdüse thereby also ramming movements are reduced in sea state, which can be reduced in heavy seas, the speed losses and the price stability can be increased. Since the drag of the Kortdüse increases approximately quadratically with increasing ship speed, its advantages are particularly effective in slow ships that have a large propeller thrust (for example, tugs, fishing vessels, etc.).
  • Kort-rowing nozzles In addition to fixed Kortdüsen, behind which in the flow direction usually a rudder is arranged to control the ship, there are so-called “Kort-rowing nozzles" in which the Kortdüse about the rudder axis of the ship, which is in the vertical direction, is rotatable. For this purpose, bearings are provided for rotatable mounting usually on the top and bottom of the Kortdüse on the outside of its wall. The propeller, on the other hand, remains stationary so that the Kort nozzle also rotates around the propeller. Often the Kort rudder nozzle is connected to the rudder stock and stored in the hoe.
  • the Kort rudder nozzle is a combination of propulsion enhancing agent and rudder, as a rudder effect is achieved by the deflection of the propeller jet at an angle to the ship's longitudinal axis. With deflected Kort-rudder nozzles The stern of the ship is pushed around by the jet recoil.
  • Fig. 5 1 illustrates an embodiment of a Kortdüse 200 rotatably mounted about the rudder axis of a ship with a fixed propeller therein as known in the prior art.
  • the Kortdüse 200 is arranged around the fixed ship propeller 210 of a ship (not shown here).
  • the Kortdüse is pivoted at an angle ⁇ of about 30 ° about the ship's longitudinal axis 220.
  • the arrow 221 represents the flow direction of the seawater.
  • a fixed fin 230 is provided on the Kortdüse 200, by means of which the flow properties of the Kort rudder nozzle are positively influenced.
  • the entrance area 201 (with respect to the direction of the flow rate through the Kortdüse 200) of the Kortdüse 200 is formed extended opposite to the remaining portion of the Kortdüse 200. This means that the inner diameter of the entrance area is larger than the inner diameter in the remaining area of the Kortdüse 200. This increases the water flow through the Kortdüse 200, which in turn improves the Korddüse Propulsionseffizienz.
  • Fig. 6a schematically shows the top view of a cut Kortdüse 200, as is known in the prior art.
  • the arrows in Fig. 6a and 6b represent the course of the flow.
  • the ship's propeller 210 is shown only schematically for clarity.
  • this Kortdüse 200 is in contrast to the Kortdüse Fig. 5 arranged in the flow direction behind the propeller 210, a movable or pivotable fin 231.
  • the illustrated Kortdüse 200 is pivoted at an angle of about 15 ° with respect to the ship's longitudinal axis.
  • the lower part of the wall 202a of the Kortdüse 200 has been rotated against the flow direction, ie towards the propeller 210, while the opposite part of the wall 202b has been rotated according to the flow direction.
  • the lower one in the Fig. 6a marked portion of the Kortdüse 200 is enlarged in the Fig. 6b shown. It can be seen that due to the angular position of the Kortdüse 200 with respect to the propeller 210 and the ship's longitudinal axis 220, a turbulence or recirculation of the flow in the outer edge region in the flow direction directly behind the propeller 210 sets. This recirculation minimizes the average flow velocity in the main flow direction 221 in this local area. Measurements and simulations have shown that an average flow velocity in the main flow direction 221 of approximately 0.2 to 2 m / s is established in this region. In comparison, for example, the average Speed of the flow in the area between the fin 231 and the wall region 202b 12 to 16 m / s.
  • the water which flows along the outside of the wall 202a in a laminar manner, flows inwards around the rounded edge of the wall of the Kortdüsenend Schemees 203 and meets there, generated by the propeller 210, directed in the main flow direction 221 flow.
  • a portion of the outer flow is directed inwardly against the main flow direction 221 and flows on the inside of the wall 202 against the main flow direction 221 to behind the propeller 210 and from there back through the propeller 210 therethrough.
  • a local circulation or recirculation of the flow sets in and the average flow velocity in the main flow direction 221 in this area approaches zero.
  • the disadvantages described above occur.
  • the core idea of the present invention is therefore to provide at least one opening in the wall of the Kortdüse.
  • openings in the present context basically any, arbitrarily shaped opening in the wall of the Kortdüse be considered.
  • the opening runs through the entire wall and thus consists of an inner and an outer opening area and a central area connecting these two areas.
  • the decisive factor is that there is a flow connection for the seawater or seawater is created from outside the Kortdüse through the at least one opening into the interior of the Kortdüse.
  • the wall of the Kortdüse is formed by the actual nozzle ring, which sheathes the fixed propeller.
  • the at least one opening can be provided at any point of the wall of the Kortdüse. Preferably, however, it is provided in a lateral region of the Kortdüse, either on the starboard side or on the port side. It is crucial that the at least one opening is designed and placed in the wall or placed so that through the at least one opening seawater or seawater from outside the Kortdüse can flow through them into the interior of the Kortdüse such that thereby the recirculation Or turbulence, which arise at certain Verschwenkungswinkeln the Kortdüse be repealed or significantly reduced.
  • the occurrence of turbulence in each pivoting direction can be prevented, it is expedient to provide at least two openings in the wall of the Kortdüse.
  • the two openings are arranged substantially opposite each other.
  • the two openings are further each to be arranged in a side region of the Kortdüse, since there usually arise the strongest turbulence in conventional Kortdüsen. This ensures that the risk of the occurrence of turbulence or recirculation is reduced both when pivoting to the starboard side and when pivoting to the port side.
  • the at least one opening is arranged in a central region.
  • the middle region extends from one third of the height of the Kort nozzle to about two thirds of the Kort nozzle, preferably from two fifths to three fifths of the height of the Kort nozzle. It is thereby achieved that the at least one opening is arranged in the region in which the turbulences typically occur.
  • the flowing through the at least one opening laminar flow can develop an optimal effect and cancel the turbulence as completely as possible.
  • a central arrangement of the at least one opening with respect to the height of the Kortdüse is provided according to the invention.
  • the height of the Kortdüse corresponds to its vertical extent in the installed state, d. H. the distance between the opposing wall portions of the Kortdüse along its vertical axis or along the rudder axis.
  • the central areas of the Kortdüse extend in their longitudinal extent over the entire length of the Kortdüse. Thus, there are a total of two central areas, which are arranged opposite to each other. According to A further preferred embodiment of the invention provides for arranging at least two openings in at least one of these two central areas. Further, these at least two openings in the longitudinal direction of the Kortdüse lying behind one another and / or arranged one above the other in the vertical direction. Depending on the configuration of the Kortdüse and the propeller and the desired pivot angle, thereby the result to be achieved, namely the improvement of the thrust and the smoothness of Kortdüse be optimized. Expediently, at least two apertures are also provided in each case in this embodiment in both middle regions, wherein the apertures of the two middle regions are advantageously arranged opposite one another.
  • the at least one opening in a range of one third to two thirds of the length, preferably two-fifths to three-fifths of the length, more preferably centrally to arrange.
  • the at least one opening In the case of a pivotable Kort nozzle with a stationary ship propeller arranged therein, it is further preferred to design the at least one opening such that it is arranged at a pivot angle of 10 °, 15 ° or 20 ° with its inner opening area substantially adjacent to the propeller. This ensures that at the abovementioned typical Verschwenkungswinkeln the flowing from the inner opening portion of the at least one opening, flowing from outside to inside the Kortdüse laminar flow strikes the turbulence area directly. As a result, the laminar flow can counteract the recirculation flow directly and the effect of the at least one opening will be further improved. If, in individual cases, other pivoting angles, for example 25 ° or 30 °, are desired, the arrangement of the at least one aperture can, of course, be adapted accordingly.
  • the at least one aperture as an elongated slot form. Furthermore, it is advantageous that the slot-like opening extends substantially in the vertical direction. This ensures that a vertically aligned flow band flows from outside to inside into the Kortdüse and thus possibly as far as the entire critical area, in which normally turbulences form, can positively influence. Furthermore, such an opening is relatively easy to manufacture.
  • the at least one opening extends obliquely from outside to inside through the wall. This means that the center line of the openings is aligned at a predetermined angle to the main flow direction or to the longitudinal axis of the Kortdüse. This ensures that the outer laminar flow flows from the outside to the inside into the Kortdüse and no water flows from the inside to the outside through the at least one opening.
  • the at least one opening with respect to the longitudinal axis of the Kortdüse at an angle of 10 ° to 60 °, preferably 20 ° to 45 °, particularly preferably 30 ° to 35 °.
  • the angle data relate to the angle between the longitudinal axis of the Kortdüse and the center line of the at least one opening, which runs through from the outside to the inside through the at least one opening.
  • the at least one opening tapers from the outside of the wall or its outer opening area to its inner opening area on the inside of the wall.
  • the at least one opening may be formed substantially constant over its entire course.
  • each aperture for example in the case of a slot-like, vertically aligned opening, has two vertically aligned inflow edges and two vertically aligned trailing edges.
  • the Fig. 1a shows a perspective view of a Kortdüse 100, which is pivotally mounted on a ship's hull 10.
  • the hull 10 is only partially shown for the sake of clarity.
  • the Kortdüse is connected via a bearing 12 with the hull 10 and is rotatable about the rudder axis 11.
  • the rudder axis 11 corresponds to the vertical axis.
  • the Kortdüse 100 is further connected in its lower part via another camp with the hull (not shown here).
  • a movable or controllable fin 14 connects at the end of the Kort nozzle 100.
  • the Kortdüse 100 comprises an annular wall 15 which is conical and tapers in the flow direction 13.
  • an opening 16 is arranged in each case. Relative to the height, the openings 16 are arranged substantially centrally.
  • the openings 16 extend in the flow direction 13 viewed obliquely from outside to inside. They consist of a substantially vertical running Slit that tapers from the outside inwards.
  • the overall result is an approximately blade-like appearance of the openings 16, since the outer opening portion 16a, due to the taper of the opening 16, opposite the inner opening portion 16b is wider.
  • the propeller is in the Fig. 1 a omitted for clarity, but is arranged in the installed state within the Kortdüse 100.
  • Fig. 1b shows a cut portion of the Kortdüse 100 of the Fig. 1 a.
  • the wall in the illustration of the Fig. 1b cut in the region of an opening 16.
  • the opening 16 runs obliquely in the flow direction from outside to inside and that it tapers inwards. Accordingly, the outer opening portion 16a is wider than the inner opening portion 16b.
  • the rear inflow edge 17a is rounded, while the front inflow edge 17b has an angular course.
  • the trailing edge 18a in the direction of flow 13 is rounded, while the front trailing edge 18b is edged.
  • the outer opening portion 16a and the inner opening portion 16b of the opening offset from each other, in particular laterally offset, arranged.
  • the inner opening region 16b is concealed with respect to a side view of the Kort nozzle 100, by the oblique side walls of the opening 16 and by the wall 15.
  • the opening is formed as a slot-like channel which extends in the flow direction 13 obliquely from the inside to the outside.
  • Fig. 2a shows a perspective view of another embodiment of a Kortdüse 100.
  • the fin 14 is mounted both in the upper rudder bearing 12 and in a lower fin bearing on the Kortdüse 100.
  • the central regions 15a, 15b of the wall 15 each have two openings 16 arranged, which are arranged one behind the other in the ship's longitudinal direction with not deflected Kortdüse or Kortdüsenlteilsraum. It is in Fig. 2a recognizable that only the outer opening portion of the openings 16 visible from the outside and the inner opening area is covered. Accordingly, the outer and the inner opening portion of the opening 16 in the flow direction 13 are arranged one behind the other.
  • Fig. 2b shows a sectional view of the Kortdüse 100 from Fig. 2a , It can be seen that the openings 16 in the two middle regions 15a, 15b of the wall 15 are respectively arranged opposite one another. Furthermore, these openings 16 extend obliquely in the flow direction 13 from outside to inside. The individual openings 16 are each formed identically and thus run parallel to each other.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a Kortdüse 100.
  • a Kortdüse 100 in each central region 15a, 15b of the wall 15 of the Kortdüse three vertically arranged one above the other openings 16 are provided. Viewed in the longitudinal direction of the Kortdüse 100, the openings 16 are each arranged centrally. The distance between the individual openings 16 of a central region 15a, 15b is approximately the same in each case.
  • Fig. 4 shows a flow pattern of a side region of a Kortdüse 100 with a part of a schematically illustrated propeller 20.
  • Fig. 4 similar to the one out Fig. 6b , in contrast to the representation of Fig. 6b a Kortdüse invention with an opening 16 was used.
  • the illustrated arrows symbolize the flow pattern of the water flowing through the Kortdüse.
  • water flows from outside to inside through the opening 16.
  • As it exits the inner opening portion 16b of the aperture 16 it continues to flow along the inside the wall 15, until it finally leaves the Kortdüse 100.

Abstract

The kort nozzle (100) has two through holes (16) provided in the wall (15) of the nozzle, where the kort nozzle is designed around the rudder axis (11) of a ship, where the through holes are arranged opposite to each other. The kort nozzle is arranged in a middle range (15a,15b) of a through hole in reference to the height of the kort nozzle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kortdüse, insbesondere eine solche Kortdüse, die um die Ruderachse eines Schiffes drehbar ausgebildet ist.The present invention relates to a Kortdüse, in particular such Kortdüse, which is designed to be rotatable about the rudder axis of a ship.

Eine Kortdüse ist ein konisch zulaufendes Rohr, in welchem der Propeller eines Schiffes angeordnet. Das Rohr bildet auch die Wandung der Kortdüse. Durch die Verjüngung des Rohres zum Heck des Schiffes hin, können die Kortdüsen einen zusätzlichen Schub auf das Schiff übertragen, ohne dass die Arbeitsleistung erhöht zu werden braucht. Neben den propulsionsverbessernden Eigenschaften der Kortdüse werden hierdurch ferner Stampfbewegungen bei Seegang vermindert, wodurch bei schwerer See die Geschwindigkeitsverluste reduziert und die Kursstabilität erhöht werden können. Da der Eigenwiderstand der Kortdüse mit zunehmender Schiffsgeschwindigkeit etwa quadratisch ansteigt, werden ihre Vorteile besonders bei langsamen Schiffen wirksam, die einen großen Propellerschub besitzen (beispielsweise Schlepper, Fischereifahrzeuge, etc.).A Kortdüse is a tapered pipe, in which the propeller of a ship is arranged. The tube also forms the wall of the Kortdüse. By rejuvenating the pipe towards the stern of the ship, the Kort nozzles can transfer an extra thrust to the ship without increasing the workload. In addition to the propulsion-enhancing properties of the Kortdüse thereby also ramming movements are reduced in sea state, which can be reduced in heavy seas, the speed losses and the price stability can be increased. Since the drag of the Kortdüse increases approximately quadratically with increasing ship speed, its advantages are particularly effective in slow ships that have a large propeller thrust (for example, tugs, fishing vessels, etc.).

Neben feststehenden Kortdüsen, hinter denen in Strömungsrichtung normalerweise ein Ruder zur Steuerung des Schiffes angeordnet ist, gibt es so genannte "Kort-Ruderdüsen" bei denen die Kortdüse um die Ruderachse des Schiffes, die in Vertikalrichtung verläuft, drehbar ist. Hierfür sind normalerweise an der Ober- und Unterseite der Kortdüse an der Außenseite ihrer Wandung Lager zur drehbaren Lagerung vorgesehen. Der Propeller ist dagegen weiterhin feststehend, so dass die Kortdüse sich ebenfalls um den Propeller herum dreht. Häufig ist die Kort-Ruderdüse mit dem Ruderschaft verbunden und in der Ruderhacke gelagert. Sie ist normalerweise um eine vertikale Drehachse bzw. um die Ruderachse um etwa 30° bis 35° nach beiden Seiten schwenkbar. Somit ist die Kort-Ruderdüse eine Kombination von propulsionsverbesserndem Mittel und Ruder, da durch die Auslenkung des Propellerstrahles unter einem Winkel zur Schiffslängsachse eine Ruderwirkung erzielt wird. Bei ausgelenkten Kort-Ruderdüsen wird das Heck des Schiffes durch den Strahlrückstoß herumgedrückt.In addition to fixed Kortdüsen, behind which in the flow direction usually a rudder is arranged to control the ship, there are so-called "Kort-rowing nozzles" in which the Kortdüse about the rudder axis of the ship, which is in the vertical direction, is rotatable. For this purpose, bearings are provided for rotatable mounting usually on the top and bottom of the Kortdüse on the outside of its wall. The propeller, on the other hand, remains stationary so that the Kort nozzle also rotates around the propeller. Often the Kort rudder nozzle is connected to the rudder stock and stored in the hoe. It is usually pivotable about a vertical axis of rotation or about the rudder axis by about 30 ° to 35 ° to both sides. Thus, the Kort rudder nozzle is a combination of propulsion enhancing agent and rudder, as a rudder effect is achieved by the deflection of the propeller jet at an angle to the ship's longitudinal axis. With deflected Kort-rudder nozzles The stern of the ship is pushed around by the jet recoil.

Fig. 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer um die Ruderachse eines Schiffes drehbar gelagerten Kortdüse 200 mit einem darin angeordneten, feststehenden Schiffspropeller, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kortdüse 200 ist um den feststehenden Schiffspropeller 210 eines Schiffes (hier nicht dargestellt) angeordnet. Vorliegend ist die Kortdüse unter einem Winkel α von ca. 30° um die Schiffslängsachse 220 verschwenkt. Der Pfeil 221 stellt die Strömungsrichtung des Meer- bzw. Seewassers dar. In Strömungsrichtung hinter dem Propeller ist an der Kortdüse 200 eine feststehende Flosse 230 vorgesehen, durch die die Strömungseigenschaften der Kort-Ruderdüse positiv beeinflusst werden. Durch eine reduzierte Wandungsstärke ist der Eingangsbereich 201 (in Bezug auf die Richtung des Strömungsdurchflusses durch die Kortdüse 200) der Kortdüse 200 erweitert gegenüber dem restlichen Bereich der Kortdüse 200 ausgebildet. Das bedeutet, dass der innere Durchmesser des Eingangsbereiches größer ist als der innere Durchmesser im restlichen Bereich der Kortdüse 200. Hierdurch wird der Wasserdurchfluss durch die Kortdüse 200 erhöht, was wiederum die Propulsionseffizienz der Kortdüse verbessert. Fig. 5 1 illustrates an embodiment of a Kortdüse 200 rotatably mounted about the rudder axis of a ship with a fixed propeller therein as known in the prior art. The Kortdüse 200 is arranged around the fixed ship propeller 210 of a ship (not shown here). In the present case the Kortdüse is pivoted at an angle α of about 30 ° about the ship's longitudinal axis 220. The arrow 221 represents the flow direction of the seawater. In the flow direction behind the propeller, a fixed fin 230 is provided on the Kortdüse 200, by means of which the flow properties of the Kort rudder nozzle are positively influenced. Due to a reduced wall thickness, the entrance area 201 (with respect to the direction of the flow rate through the Kortdüse 200) of the Kortdüse 200 is formed extended opposite to the remaining portion of the Kortdüse 200. This means that the inner diameter of the entrance area is larger than the inner diameter in the remaining area of the Kortdüse 200. This increases the water flow through the Kortdüse 200, which in turn improves the Korddüse Propulsionseffizienz.

Umfangreiche Berechnungen, Versuche und Simulationen seitens der Anmelderin haben ergeben, dass sich bei bestimmten Verdrehungswinkeln einer herkömmlichen Kortdüse Verwirbelungen bzw. Rezirkulationen der Strömung im Bereich direkt hinter dem Propeller einstellen. Diese Rezirkulationen bzw. Verwirbelungen wirken sich nachteilig auf die Leistung der Kortdüse aus. Sie entstehen insbesondere direkt hinter dem Propeller in denjenigem Seitenbereich des Propellers, zu dem die Kortdüse hingedreht wurde. Durch die Rezirkulationen wird die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdurchflusses in diesem Bereich deutlich herabgesenkt, so dass die Antriebsleistung der Kortdüse insgesamt herabgesetzt wird. Da die Rezirkulationen nur in einem lokal begrenzten Seitenbereich auftreten und die Strömung in den übrigen Bereichen wie gewöhnlich weitestgehend laminar verläuft, stellen sich darüber hinaus signifikante Vibrationen der Kortdüse ein, die an den Schiffskörper übertragen werden können und sich ebenfalls nachteilig auswirken. Zur Illustration dieser Problematik wird im Folgenden auf die Fig. 6a und 6b verwiesen.Extensive calculations, tests and simulations by the applicant have shown that set at certain angles of rotation of a conventional Kortdüse turbulence or recirculation of the flow in the area directly behind the propeller. These recirculations or turbulences have an adverse effect on the performance of the Kortdüse. In particular, they are created directly behind the propeller in the side area of the propeller to which the Kort nozzle was turned. Due to the recirculations, the flow rate of the water flow in this area is lowered significantly, so that the drive power of the Kortdüse is reduced overall. There the recirculations occur only in a localized side area and the flow in the other areas as usual runs largely laminar, in addition, significant vibrations of the Kortdüse, which can be transmitted to the hull and also adversely affect. To illustrate this problem is in the following on the Fig. 6a and 6b directed.

Fig. 6a zeigt schematisch die Draufsicht auf eine geschnittene Kortdüse 200, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Pfeile in Fig. 6a und 6b stellen den Verlauf der Strömung dar. Der Schiffspropeller 210 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nur schematisch eingezeichnet. Bei dieser Kortdüse 200 ist im Gegensatz zur Kortdüse aus Fig. 5 in Strömungsrichtung hinter dem Propeller 210 eine bewegbare bzw. verschwenkbare Flosse 231 angeordnet. Die dargestellte Kortdüse 200 ist unter einem Winkel von ca. 15° in Bezug auf die Schiffslängsachse verschwenkt. Der untere Teil der Wandung 202a der Kortdüse 200 ist dabei gegen die Strömungsrichtung gedreht worden, d. h. zum Propeller 210 hin, während der gegenüberliegende Teil der Wandung 202b entsprechend mit der Strömungsrichtung gedreht wurde. Fig. 6a schematically shows the top view of a cut Kortdüse 200, as is known in the prior art. The arrows in Fig. 6a and 6b represent the course of the flow. The ship's propeller 210 is shown only schematically for clarity. In this Kortdüse 200 is in contrast to the Kortdüse Fig. 5 arranged in the flow direction behind the propeller 210, a movable or pivotable fin 231. The illustrated Kortdüse 200 is pivoted at an angle of about 15 ° with respect to the ship's longitudinal axis. The lower part of the wall 202a of the Kortdüse 200 has been rotated against the flow direction, ie towards the propeller 210, while the opposite part of the wall 202b has been rotated according to the flow direction.

Der untere in der Fig. 6a markierte Teilbereich der Kortdüse 200 ist vergrößert in der Fig. 6b dargestellt. Darin ist erkennbar, dass sich aufgrund der Winkelstellung der Kortdüse 200 in Bezug auf den Propeller 210 bzw. auf die Schiffslängsachse 220 eine Verwirbelung bzw. Rezirkulation der Strömung im äußeren Randbereich in Strömungsrichtung direkt hinter dem Propeller 210 einstellt. Durch diese Rezirkulation ist die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung 221 in diesem lokalen Bereich auf ein Minimum reduziert. Messungen und Simulationen haben ergeben, dass sich in diesem Bereich eine durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung 221 von ca. 0,2 bis 2 m/s einstellt. Im Vergleich dazu beträgt beispielsweise die durchschnittliche Geschwindigkeit der Strömung im Bereich zwischen der Flosse 231 und dem Wandungsbereich 202b 12 bis 16 m/s.The lower one in the Fig. 6a marked portion of the Kortdüse 200 is enlarged in the Fig. 6b shown. It can be seen that due to the angular position of the Kortdüse 200 with respect to the propeller 210 and the ship's longitudinal axis 220, a turbulence or recirculation of the flow in the outer edge region in the flow direction directly behind the propeller 210 sets. This recirculation minimizes the average flow velocity in the main flow direction 221 in this local area. Measurements and simulations have shown that an average flow velocity in the main flow direction 221 of approximately 0.2 to 2 m / s is established in this region. In comparison, for example, the average Speed of the flow in the area between the fin 231 and the wall region 202b 12 to 16 m / s.

Das Wasser, welches außen an der Wandung 202a in laminarer Weise entlangströmt, strömt um die abgerundete Kante der Wandung des Kortdüsenendbereiches 203 nach innen und trifft dort auf die vom Propeller 210 erzeugte, in Hauptströmungsrichtung 221 gerichtete Strömung. Ein Teil der äußeren Strömung wird nach innen entgegen der Hauptströmungsrichtung 221 gelenkt und strömt an der Innenseite der Wandung 202 entgegen der Hauptströmungsrichtung 221 bis hinter den Propeller 210 und von dort wieder zurück durch den Propeller 210 hindurch. Somit stellt sich eine lokale Zirkulation bzw. Rezirkulation der Strömung ein und die gemittelte Strömungsgeschwindigkeit in Hauptströmungsrichtung 221 in diesem Bereich geht gegen Null. Dadurch treten die oben beschriebenen Nachteile ein.The water, which flows along the outside of the wall 202a in a laminar manner, flows inwards around the rounded edge of the wall of the Kortdüsenendbereiches 203 and meets there, generated by the propeller 210, directed in the main flow direction 221 flow. A portion of the outer flow is directed inwardly against the main flow direction 221 and flows on the inside of the wall 202 against the main flow direction 221 to behind the propeller 210 and from there back through the propeller 210 therethrough. Thus, a local circulation or recirculation of the flow sets in and the average flow velocity in the main flow direction 221 in this area approaches zero. As a result, the disadvantages described above occur.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kortdüse anzugeben, bei der auch unter einer Winkelstellung in Bezug auf die Schiffslängsachse das Auftreten von Rezirkulationen bzw. Verwirbelungen vermieden bzw. reduziert wird und sich ein insgesamt möglichst gleichmäßiges Strömungsbild einstellt. Diese Aufgabe wird durch eine Kortdüse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.Based on the above-described prior art, it is an object of the present invention to provide a Kortdüse in which the occurrence of recirculations or turbulence is avoided or reduced even at an angular position with respect to the ship's longitudinal axis and sets up a generally uniform flow pattern. This object is achieved by a Kortdüse with the features of claim 1.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, in der Wandung der Kortdüse mindestens eine Durchbrechung vorzusehen. Unter Durchbrechungen ist im vorliegenden Zusammenhang grundsätzlich jedwede, beliebig gestaltete Öffnung in der Wandung der Kortdüse anzusehen. Die Durchbrechung verläuft durch die gesamte Wandung hindurch und besteht somit aus einem inneren und einem äußeren Öffnungsbereich und einen diese beiden Bereiche verbindenden Mittelbereich. Entscheidend ist, dass für das Meer- bzw. Seewasser eine Strömungsverbindung von außerhalb der Kortdüse durch die mindestens eine Durchbrechung hindurch in das Innere der Kortdüse geschaffen wird.The core idea of the present invention is therefore to provide at least one opening in the wall of the Kortdüse. Under openings in the present context basically any, arbitrarily shaped opening in the wall of the Kortdüse be considered. The opening runs through the entire wall and thus consists of an inner and an outer opening area and a central area connecting these two areas. The decisive factor is that there is a flow connection for the seawater or seawater is created from outside the Kortdüse through the at least one opening into the interior of the Kortdüse.

Die Wandung der Kortdüse wird von dem eigentlichen Düsenring gebildet, der den feststehenden Schiffspropeller ummantelt. Grundsätzlich kann die mindestens eine Durchbrechung an einer beliebigen Stelle der Wandung der Kortdüse vorgesehen sein. Bevorzugt ist sie jedoch in einem seitlichen Bereich der Kortdüse, entweder auf der Steuerbord- oder auf der Backbordseite vorgesehen. Entscheidend ist, dass die mindestens eine Durchbrechung derart ausgestaltet und in der Wandung vorgesehen bzw. platziert wird, dass durch die mindestens eine Durchbrechung Meer- bzw. Seewasser von außerhalb der Kortdüse durch sie hindurch ins Innere der Kortdüse derart fließen kann, dass dadurch die Rezirkulationen bzw. Verwirbelungen, die bei bestimmten Verschwenkungswinkeln der Kortdüse entstehen, aufgehoben bzw. deutlich reduziert werden. Versuche seitens der Anmelderin haben ergeben, dass durch derartige Durchbrechungen die Schubkraft der Kortdüse in den Seitenbereichen, in denen typischer Weise Verwirbelungen bzw. Rezirkulationen auftreten, um bis zu 20 % erhöht wurde. Ferner wurden die an den Schiffskörper übermittelten Vibrationen reduziert.The wall of the Kortdüse is formed by the actual nozzle ring, which sheathes the fixed propeller. In principle, the at least one opening can be provided at any point of the wall of the Kortdüse. Preferably, however, it is provided in a lateral region of the Kortdüse, either on the starboard side or on the port side. It is crucial that the at least one opening is designed and placed in the wall or placed so that through the at least one opening seawater or seawater from outside the Kortdüse can flow through them into the interior of the Kortdüse such that thereby the recirculation Or turbulence, which arise at certain Verschwenkungswinkeln the Kortdüse be repealed or significantly reduced. Attempts on the part of the Applicant have shown that through such openings the thrust force of the Kortdüse in the side areas, in which typically turbulence or recirculation occur, was increased by up to 20%. Furthermore, the vibrations transmitted to the hull were reduced.

Durch die mindestens eine Durchbrechung wird somit in den kritischen Seitenbereichen der Kortdüse, in denen die Verwirbelungen typischerweise bei bestimmten Verschwenkungswinkeln auftreten, eine laminare Strömung von außen eingeleitet. Diese laminare Strömung verhindert, dass sich in den Seitenbereichen eine Rezirkulationsströmung entgegen der Hauptströmungsrichtung ausbilden kann. Dadurch werden die Schubkraft und die Laufstabilität und damit die Effizienz der Kortdüse deutlich verbessert.As a result of the at least one opening, a laminar flow from the outside is thus introduced in the critical side areas of the Kort nozzle, in which the turbulences typically occur at certain pivoting angles. This laminar flow prevents a recirculation flow from forming in the side regions against the main flow direction. As a result, the thrust and running stability and thus the efficiency of Kortdüse be significantly improved.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Preferred embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Damit das Auftreten von Verwirbelungen in jeder Schwenkrichtung unterbunden werden kann, ist es zweckmäßig, wenigstens zwei Durchbrechungen in der Wand der Kortdüse vorzusehen. Vorteilhafterweise sind die beiden Durchbrechungen im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet. Zweckmäßigerweise sind die beiden Durchbrechungen ferner jeweils in einem Seitenbereich der Kortdüse anzuordnen, da dort normalerweise die stärksten Verwirbelungen bei herkömmlichen Kortdüsen entstehen. Somit ist gewährleistet, dass sowohl bei einer Verschwenkung zur Steuerbordseite als auch bei einer Verschwenkung zur Backbordseite das Risiko des Auftretens von Verwirbelungen bzw. Rezirkulationen verringert wird.Thus, the occurrence of turbulence in each pivoting direction can be prevented, it is expedient to provide at least two openings in the wall of the Kortdüse. Advantageously, the two openings are arranged substantially opposite each other. Conveniently, the two openings are further each to be arranged in a side region of the Kortdüse, since there usually arise the strongest turbulence in conventional Kortdüsen. This ensures that the risk of the occurrence of turbulence or recirculation is reduced both when pivoting to the starboard side and when pivoting to the port side.

In Bezug auf die Höhe der Kortdüse ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die mindestens eine Durchbrechung in einem mittleren Bereich anzuordnen. Der mittlere Bereich reicht dabei von einem Drittel der Höhe der Kortdüse bis ca. zwei Drittel der Kortdüse, bevorzugt von zwei Fünftel bis drei Fünftel der Höhe der Kortdüse. Dadurch wird erreicht, dass die mindestens eine Durchbrechung in dem Bereich angeordnet ist, in dem typischerweise die Verwirbelungen auftreten. Somit kann die durch die mindestens eine Durchbrechung strömende Laminarströmung eine optimale Wirkung entfalten und die Verwirbelungen möglichst vollständig aufheben. Besonders bevorzugt ist gemäß der Erfindung eine mittige Anordnung der mindestens einen Durchbrechung in Bezug auf die Höhe der Kortdüse vorgesehen. Die Höhe der Kortdüse entspricht dabei ihrer Vertikalausdehnung im eingebauten Zustand, d. h. der Distanz zwischen den sich gegenüberliegenden Wandungsbereichen der Kortdüse entlang ihrer Vertikalachse bzw. entlang der Ruderachse.With respect to the height of the Kortdüse it is provided according to a preferred embodiment of the invention, to arrange the at least one opening in a central region. The middle region extends from one third of the height of the Kort nozzle to about two thirds of the Kort nozzle, preferably from two fifths to three fifths of the height of the Kort nozzle. It is thereby achieved that the at least one opening is arranged in the region in which the turbulences typically occur. Thus, the flowing through the at least one opening laminar flow can develop an optimal effect and cancel the turbulence as completely as possible. Particularly preferably, a central arrangement of the at least one opening with respect to the height of the Kortdüse is provided according to the invention. The height of the Kortdüse corresponds to its vertical extent in the installed state, d. H. the distance between the opposing wall portions of the Kortdüse along its vertical axis or along the rudder axis.

Die mittleren Bereiche der Kortdüse erstrecken sich in ihrer Längsausdehnung über die gesamte Länge der Kortdüse. Somit gibt es insgesamt zwei mittlere Bereiche, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, in wenigstens einem dieser zwei mittleren Bereiche wenigstens zwei Durchbrechungen anzuordnen. Ferner sind diese wenigstens zwei Durchbrechungen in Längsrichtung der Kortdüse hintereinander liegend und/oder in Vertikalrichtung übereinander liegend angeordnet. Je nach Ausgestaltung der Kortdüse und des Propellers sowie des gewünschten Verschwenkungswinkels kann hierdurch das zu erzielende Ergebnis, nämlich die Verbesserung des Schubes und der Laufruhe der Kortdüse, optimiert werden. Zweckmäßigerweise sind auch bei dieser Ausführungsform in beiden mittleren Bereichen jeweils wenigstens zwei Durchbrechungen vorgesehen, wobei die Durchbrechungen der beiden mittleren Bereiche vorteilhafterweise gegenüberliegend angeordnet werden.The central areas of the Kortdüse extend in their longitudinal extent over the entire length of the Kortdüse. Thus, there are a total of two central areas, which are arranged opposite to each other. According to A further preferred embodiment of the invention provides for arranging at least two openings in at least one of these two central areas. Further, these at least two openings in the longitudinal direction of the Kortdüse lying behind one another and / or arranged one above the other in the vertical direction. Depending on the configuration of the Kortdüse and the propeller and the desired pivot angle, thereby the result to be achieved, namely the improvement of the thrust and the smoothness of Kortdüse be optimized. Expediently, at least two apertures are also provided in each case in this embodiment in both middle regions, wherein the apertures of the two middle regions are advantageously arranged opposite one another.

Bezogen auf die Länge der Kortdüse, d. h. die Abmaße der Kortdüse bei unverschwenkter Kortdüse entlang der Schiffslängsachse, ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die mindestens eine Durchbrechung in einem Bereich von einem Drittel bis zwei Drittel der Länge, bevorzugt zwei Fünftel bis drei Fünftel der Länge, besonders bevorzugt mittig anzuordnen. Auch durch diese Maßnahme kann wiederum die Wirkung der mindestens einen Durchbrechung optimiert werden.Based on the length of the Kortdüse, d. H. the dimensions of the Kortdüse at unverschwenkter Kortdüse along the ship's longitudinal axis, it is provided according to a further preferred embodiment, the at least one opening in a range of one third to two thirds of the length, preferably two-fifths to three-fifths of the length, more preferably centrally to arrange. By this measure, in turn, the effect of at least one opening can be optimized.

Bei einer verschwenkbaren Kortdüse mit einem darin angeordneten, feststehenden Schiffspropeller ist es ferner bevorzugt, die mindestens eine Durchbrechung derart auszubilden, dass sie bei einem Verschwenkungswinkel von 10°, 15° oder 20° mit ihrem inneren Öffnungsbereich im Wesentlichen benachbart zum Propeller angeordnet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei dem oben genannten typischen Verschwenkungswinkeln die aus dem inneren Öffnungsbereich der mindestens einen Durchbrechung austretende, von außen nach innen in die Kortdüse strömende Laminarströmung direkt auf den Verwirbelungsbereich trifft. Hierdurch kann die Laminarströmung der Rezirkulationsströmung unmittelbar entgegenwirken und die Wirkung der mindestens einen Durchbrechung wird weiter verbessert. Sollten in Einzelfällen andere Verschwenkungswinkel, beispielsweise 25° oder 30° gewünscht sein, kann die Anordnung der mindestens einen Durchbrechung selbstverständlich entsprechend angepasst werden.In the case of a pivotable Kort nozzle with a stationary ship propeller arranged therein, it is further preferred to design the at least one opening such that it is arranged at a pivot angle of 10 °, 15 ° or 20 ° with its inner opening area substantially adjacent to the propeller. This ensures that at the abovementioned typical Verschwenkungswinkeln the flowing from the inner opening portion of the at least one opening, flowing from outside to inside the Kortdüse laminar flow strikes the turbulence area directly. As a result, the laminar flow can counteract the recirculation flow directly and the effect of the at least one opening will be further improved. If, in individual cases, other pivoting angles, for example 25 ° or 30 °, are desired, the arrangement of the at least one aperture can, of course, be adapted accordingly.

Zur weiteren Optimierung der Wirkung der mindestens einen Durchbrechung auf die Effizienz der Kortdüse ist es in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die mindestens eine Durchbrechung als länglichen Schlitz auszubilden. Ferner ist es vorteilhaft, dass die schlitzartige Durchbrechung im Wesentlichen in Vertikalrichtung verläuft. Hierdurch wird erreicht, dass ein vertikal ausgerichtetes Strömungsband von außen nach innen in die Kortdüse hineinströmt und somit möglichst den gesamten kritischen Bereich, in dem sich normalerweise Verwirbelungen ausbilden, positiv beeinflussen kann. Ferner ist eine solche Durchbrechung relativ einfach herzustellen.To further optimize the effect of the at least one opening on the efficiency of the Kortdüse, it is provided in a further preferred embodiment of the invention, the at least one aperture as an elongated slot form. Furthermore, it is advantageous that the slot-like opening extends substantially in the vertical direction. This ensures that a vertically aligned flow band flows from outside to inside into the Kortdüse and thus possibly as far as the entire critical area, in which normally turbulences form, can positively influence. Furthermore, such an opening is relatively easy to manufacture.

Ferner ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Durchbrechung, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung, schräg von außen nach innen durch die Wandung hindurch verläuft. Das bedeutet, dass die Mittellinie der Durchbrechungen unter einem vorhergegebenen Winkel zur Hauptströmungsrichtung bzw. zur Längsachse der Kortdüse ausgerichtet ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die äußere Laminarströmung von außen nach innen in die Kortdüse und kein Wasser von innen nach außen durch die mindestens eine Durchbrechung strömt.Furthermore, it is preferred that the at least one opening, with respect to the main flow direction, extends obliquely from outside to inside through the wall. This means that the center line of the openings is aligned at a predetermined angle to the main flow direction or to the longitudinal axis of the Kortdüse. This ensures that the outer laminar flow flows from the outside to the inside into the Kortdüse and no water flows from the inside to the outside through the at least one opening.

Insbesondere ist es bevorzugt, die mindestens eine Durchbrechung im Bezug auf die Längsachse der Kortdüse unter einem Winkel von 10° bis 60°, bevorzugt 20° bis 45°, besonders bevorzugt 30° bis 35° auszubilden. Die Winkelangaben beziehen sich auf den Winkel zwischen Längsachse der Kortdüse und der Mittellinie der mindestens einen Durchbrechung, die von außen nach innen durch die mindestens eine Durchbrechung hindurchverläuft.In particular, it is preferable to form the at least one opening with respect to the longitudinal axis of the Kortdüse at an angle of 10 ° to 60 °, preferably 20 ° to 45 °, particularly preferably 30 ° to 35 °. The angle data relate to the angle between the longitudinal axis of the Kortdüse and the center line of the at least one opening, which runs through from the outside to the inside through the at least one opening.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die mindestens eine Durchbrechung von der Außenseite der Wandung bzw. ihrem äußeren Öffnungsbereich bis zu ihrem inneren Öffnungsbereich an der Innenseite der Wandung hin verjüngt. Hierdurch kann die Geschwindigkeit der von außen in die Kortdüse hineinströmenden Strömung erhöht werden, wodurch die Gesamteffizienz der Kortdüse und das Risiko des Auftretens von Verwirbelungen bzw. Rezirkulationen weiter verringert werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one opening tapers from the outside of the wall or its outer opening area to its inner opening area on the inside of the wall. As a result, the speed of the outside flowing into the Kortdüse flow can be increased, whereby the overall efficiency of the Kortdüse and the risk of the occurrence of turbulence or recirculation is further reduced.

Alternativ kann die mindestens eine Durchbrechung über ihren gesamten Verlauf hinweg im Wesentlichen konstant ausgebildet sein.Alternatively, the at least one opening may be formed substantially constant over its entire course.

Zweckmäßiger Weise ist wenigstens eine der Einströmkanten und/oder wenigstens eine der Abströmkanten der mindestens einen Durchbrechung abgerundet auszubilden. In Strömungsrichtung weist jede Durchbrechung, beispielsweise bei einer schlitzartigen, vertikal ausgerichteten Durchbrechung, zwei vertikal ausgerichtete Einströmkanten und zwei vertikal ausgerichtete Abströmkanten auf. Dadurch wird der Einströmvorgang durch die Durchbrechung in die Kortdüse insoweit verbessert, als dass die Gefahr, dass an dem Einström- bzw. Abströmkanten, aufgrund eines Abreißens der Strömung, ungewünschte Verwirbelungen auftreten können, verringert wird.Conveniently, at least one of the inflow edges and / or at least one of the trailing edges of the at least one opening is rounded off. In the flow direction, each aperture, for example in the case of a slot-like, vertically aligned opening, has two vertically aligned inflow edges and two vertically aligned trailing edges. As a result, the inflow is improved by the opening in the Kortdüse insofar as the risk that may occur at the inflow or outflow, due to a tearing of the flow, undesirable turbulence is reduced.

In Folgendem werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 a
eine perspektivische Ansicht einer Kortdüse mit zwei gegenüberliegenden Durchbrechungen, die schwenkbar am Rumpf eines Schiffes gelagert ist,
Fig. 1 b
eine geschnittene Teilansicht der Darstellung aus Fig. 1a,
Fig. 2a
eine perspektivische Ansicht einer schwenkbar an einem Schiffrumpf gelagerten Kortdüse, bei der in jedem mittleren Bereich zwei horizontal hintereinander liegende Durchbrechungen angeordnet sind,
Fig. 2b
eine Schnittansicht der Darstellung aus Fig. 2a,
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht einer an einem Schiffsrumpf schwenkbar gelagerten Kortdüse mit jeweils drei in Vertikalrichtung hintereinander liegenden Durchbrechungen in jedem mittleren Bereich, und
Fig. 4
eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Kortdüse mit einer Durchbrechung mit eingezeichneten Strömungslinien.
In the following various embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawings. They show schematically:
Fig. 1 a
a perspective view of a Kortdüse with two opposite openings, which is pivotally mounted on the hull of a ship,
Fig. 1 b
a partial sectional view of the representation Fig. 1a .
Fig. 2a
a perspective view of a pivotally mounted on a hull Kortdüse, in which two horizontal successive openings are arranged in each central region,
Fig. 2b
a sectional view of the illustration Fig. 2a .
Fig. 3
a perspective view of a pivotally mounted on a hull Kortdüse each with three vertically successive openings in each central region, and
Fig. 4
a partially sectioned plan view of a Kortdüse with an opening with drawn flow lines.

Bei den im Folgenden dargestellten, verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind gleiche Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following, various embodiments of the invention, the same components are provided with the same reference numerals.

Die Fig. 1a zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kortdüse 100, die schwenkbar an einem Schiffsrumpf 10 gelagert ist. Der Schiffsrumpf 10 ist der Übersicht halber nur ansatzweise dargestellt. Die Kortdüse ist über ein Lager 12 mit dem Schiffsrumpf 10 verbunden und ist um die Ruderachse 11 drehbar. Die Ruderachse 11 entspricht der Vertikalachse. Die Kortdüse 100 ist des Weiteren in ihrem unteren Bereich über ein weiteres Lager mit dem Schiffsrumpf verbunden (hier nicht dargestellt). In Strömungsrichtung 13 betrachtet schließt sich am Ende der Kortdüse 100 eine bewegbare bzw. steuerbare Flosse 14 an. Die Kortdüse 100 umfasst eine ringförmig ausgebildete Wandung 15, die konisch ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung 13 verjüngt. In den bezogen auf die Höhe der Kortdüse mittleren Seitenbereichen 15a, 15b der Wandung 15 ist jeweils eine Durchbrechung 16 angeordnet. Bezogen auf die Höhe sind die Durchbrechungen 16 im Wesentlichen mittig angeordnet. Die Durchbrechungen 16 verlaufen in Strömungsrichtung 13 betrachtet schräg von außen nach innen. Sie bestehen aus einem im Wesentlichen vertikal verlaufenden Schlitz, der sich von außen nach innen verjüngt. Somit ergibt sich insgesamt ein in etwa schaufelartiges Aussehen der Durchbrechungen 16, da der äußere Öffnungsbereich 16a, aufgrund der Verjüngung der Durchbrechung 16, gegenüber dem inneren Öffnungsbereich 16b breiter ist. Der Propeller ist in der Fig. 1 a der Übersichtlichkeit halber weggelassen, ist aber im eingebauten Zustand innerhalb der Kortdüse 100 angeordnet.The Fig. 1a shows a perspective view of a Kortdüse 100, which is pivotally mounted on a ship's hull 10. The hull 10 is only partially shown for the sake of clarity. The Kortdüse is connected via a bearing 12 with the hull 10 and is rotatable about the rudder axis 11. The rudder axis 11 corresponds to the vertical axis. The Kortdüse 100 is further connected in its lower part via another camp with the hull (not shown here). Viewed in the flow direction 13, a movable or controllable fin 14 connects at the end of the Kort nozzle 100. The Kortdüse 100 comprises an annular wall 15 which is conical and tapers in the flow direction 13. In the relation to the height of the Kortdüse middle side portions 15a, 15b of the wall 15, an opening 16 is arranged in each case. Relative to the height, the openings 16 are arranged substantially centrally. The openings 16 extend in the flow direction 13 viewed obliquely from outside to inside. They consist of a substantially vertical running Slit that tapers from the outside inwards. Thus, the overall result is an approximately blade-like appearance of the openings 16, since the outer opening portion 16a, due to the taper of the opening 16, opposite the inner opening portion 16b is wider. The propeller is in the Fig. 1 a omitted for clarity, but is arranged in the installed state within the Kortdüse 100.

Fig. 1b zeigt einen geschnittenen Teilbereich der Kortdüse 100 aus der Fig. 1 a. Insbesondere ist die Wandung bei der Darstellung aus der Fig. 1b im Bereich einer Durchbrechung 16 geschnitten. Es ist erkennbar, dass die Durchbrechung 16 in Strömungsrichtung schräg von außen nach innen verläuft und dass sie sich nach innen hin verjüngt. Entsprechend ist der äußere Öffnungsbereich 16a breiter als der innere Öffnungsbereich 16b. Von den zwei horizontal verlaufenden Einströmkanten 17a, 17b der Durchbrechung 16 ist die hintere Einströmkante 17a abgerundet ausgebildet, während die vordere Einströmkante 17b einen eckigen Verlauf aufweist. Ebenso ist die in Strömungsrichtung 13 hintere Abströmkante 18a abgerundet, während die vordere Abströmkante 18b kantig ist. In einer Seitenbetrachtung sind der äußere Öffnungsbereich 16a und der innere Öffnungsbereich 16b der Durchbrechung zueinander versetzt, insbesondere seitlich versetzt, angeordnet. Dadurch wird der innere Öffnungsbereich 16b in Bezug auf eine Seitenansicht der Kortdüse 100, von den schräg verlaufenden Seitenwänden der Durchbrechung 16 bzw. von der Wandung 15 verdeckt. Mit anderen Worten ist die Durchbrechung als schlitzartiger Kanal ausgebildet, der in Strömungsrichtung 13 schräg von innen nach außen verläuft. Fig. 1b shows a cut portion of the Kortdüse 100 of the Fig. 1 a. In particular, the wall in the illustration of the Fig. 1b cut in the region of an opening 16. It can be seen that the opening 16 runs obliquely in the flow direction from outside to inside and that it tapers inwards. Accordingly, the outer opening portion 16a is wider than the inner opening portion 16b. Of the two horizontally extending inflow edges 17a, 17b of the opening 16, the rear inflow edge 17a is rounded, while the front inflow edge 17b has an angular course. Likewise, the trailing edge 18a in the direction of flow 13 is rounded, while the front trailing edge 18b is edged. In a side view, the outer opening portion 16a and the inner opening portion 16b of the opening offset from each other, in particular laterally offset, arranged. As a result, the inner opening region 16b is concealed with respect to a side view of the Kort nozzle 100, by the oblique side walls of the opening 16 and by the wall 15. In other words, the opening is formed as a slot-like channel which extends in the flow direction 13 obliquely from the inside to the outside.

Fig. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kortdüse 100. In Fig. 2a ist erkennbar, dass die Flosse 14 sowohl im oberen Ruderlager 12 als auch in einem unteren Flossenlager an der Kortdüse 100 gelagert ist. Ferner sind in den mittleren Bereichen 15a, 15b der Wandung 15 jeweils zwei Durchbrechungen 16 angeordnet, die in Schiffslängsrichtung bei nicht ausgelenkter Kortdüse bzw. in Kortdüsenlängsrichtung hintereinander liegend angeordnet sind. Es ist in Fig. 2a erkennbar, dass nur der äußere Öffnungsbereich der Durchbrechungen 16 von außen sichtbar und der innere Öffnungsbereich verdeckt ist. Entsprechend sind der äußere und der innere Öffnungsbereich der Durchbrechung 16 in Strömungsrichtung 13 hintereinander angeordnet. Fig. 2a shows a perspective view of another embodiment of a Kortdüse 100. In Fig. 2a It can be seen that the fin 14 is mounted both in the upper rudder bearing 12 and in a lower fin bearing on the Kortdüse 100. Further, in the central regions 15a, 15b of the wall 15 each have two openings 16 arranged, which are arranged one behind the other in the ship's longitudinal direction with not deflected Kortdüse or Kortdüsenlängsrichtung. It is in Fig. 2a recognizable that only the outer opening portion of the openings 16 visible from the outside and the inner opening area is covered. Accordingly, the outer and the inner opening portion of the opening 16 in the flow direction 13 are arranged one behind the other.

Fig. 2b zeigt eine geschnittene Ansicht der Kortdüse 100 aus Fig. 2a. Es ist erkennbar, dass die Öffnungen 16 in den beiden mittleren Bereichen 15a, 15b der Wandung 15 jeweils gegenüberliegend angeordnet sind. Ferner verlaufen diese Durchbrechungen 16 in Strömungsrichtung 13 schräg von außen nach innen. Die einzelnen Durchbrechungen 16 sind jeweils identisch ausgeformt und verlaufen somit parallel zueinander. Fig. 2b shows a sectional view of the Kortdüse 100 from Fig. 2a , It can be seen that the openings 16 in the two middle regions 15a, 15b of the wall 15 are respectively arranged opposite one another. Furthermore, these openings 16 extend obliquely in the flow direction 13 from outside to inside. The individual openings 16 are each formed identically and thus run parallel to each other.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kortdüse 100. Bei dieser Ausführungsform sind in jedem mittleren Bereich 15a, 15b der Wandung 15 der Kortdüse drei in Vertikalrichtung übereinander liegend angeordnete Durchbrechungen 16 vorgesehen. In Längsrichtung der Kortdüse 100 betrachtet sind die Durchbrechungen 16 jeweils mittig angeordnet. Der Abstand zwischen den einzelnen Durchbrechungen 16 eines mittleren Bereiches 15a, 15b ist jeweils in etwa gleich. Fig. 3 shows a further embodiment of a Kortdüse 100. In this embodiment, in each central region 15a, 15b of the wall 15 of the Kortdüse three vertically arranged one above the other openings 16 are provided. Viewed in the longitudinal direction of the Kortdüse 100, the openings 16 are each arranged centrally. The distance between the individual openings 16 of a central region 15a, 15b is approximately the same in each case.

Fig. 4 zeigt ein Strömungsbild eines Seitenbereiches einer Kortdüse 100 mit einem Teil eines schematisch dargestellten Propellers 20. Insgesamt ist die Darstellung aus Fig. 4 ähnlich zu derjenigen aus Fig. 6b, wobei im Unterschied zur Darstellung aus Fig. 6b eine erfindungsgemäße Kortdüse mit einer Durchbrechung 16 verwendet wurde. Die dargestellten Pfeile symbolisieren den Strömungsverlauf des durch die Kortdüse strömenden Wassers. Wie erkennbar ist, strömt Wasser von außen nach innen durch die Durchbrechung 16 hindurch. Sobald es aus dem inneren Öffnungsbereich 16b der Durchbrechung 16 tritt, strömt es weiter entlang der Innenseite der Wandung 15, bis es schließlich die Kortdüse 100 verlässt. Somit kann sich im Bereich zwischen der Außenseite des Propellers 20 und der Endseite der Kortdüse 100 in Strömungsrichtung 13 betrachtet keine rückläufige Zirkulation bzw. Verwirbelung einstellen. Im Gegenteil, die gesamte Strömung innerhalb der Kortdüse 100 und auch außerhalb am Rande der Kortdüse 100 verläuft laminar. Fig. 4 shows a flow pattern of a side region of a Kortdüse 100 with a part of a schematically illustrated propeller 20. Overall, the illustration is made Fig. 4 similar to the one out Fig. 6b , in contrast to the representation of Fig. 6b a Kortdüse invention with an opening 16 was used. The illustrated arrows symbolize the flow pattern of the water flowing through the Kortdüse. As can be seen, water flows from outside to inside through the opening 16. As it exits the inner opening portion 16b of the aperture 16, it continues to flow along the inside the wall 15, until it finally leaves the Kortdüse 100. Thus, viewed in the area between the outside of the propeller 20 and the end side of the Kortdüse 100 viewed in the flow direction 13, no receding circulation or turbulence. On the contrary, the entire flow within the Kortdüse 100 and also outside the edge of the Kortdüse 100 runs laminar.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
KortdüseKort nozzle
1010
Schiffsrumpfhull
1111
Ruderachserudder axis
1212
Lagercamp
1313
Strömungsrichtungflow direction
1414
Flossefin
1515
Wandungwall
15a15a
mittlerer Bereich der Wandungmiddle area of the wall
15b15b
mittlerer Bereich der Wandungmiddle area of the wall
1616
Durchbrechungperforation
16a16a
äußerer Öffnungsbereichouter opening area
16b16b
innerer Öffnungsbereichinner opening area
17a17a
Einströmkanteinflow
17b17b
Einströmkanteinflow
18a18a
Abströmkantetrailing edge
18b18b
Abströmkantetrailing edge
1919
Flossenlagerfin stock
2020
Propellerpropeller
200200
Kortdüse (Stand der Technik)Kort nozzle (prior art)
201201
Öffnungsbereichopening area
202a202a
Wandung der KortdüseWall of the Kortdüse
202b202b
Wandung der KortdüseWall of the Kortdüse
210210
Schiffspropellership propellers
220220
Schiffslängsachseship's longitudinal axis
221221
Strömungsrichtungflow direction
230230
Flosse (feststehend)Fin (fixed)
231231
Flosse (beweglich)Fin (movable)

Claims (14)

Kortdüse, insbesondere um die Ruderachse (11) eines Schiffes drehbar ausgebildete Kortdüse (100),
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Wandung (15) der Kortdüse (100) mindestens eine Durchbrechung (16) vorgesehen ist.Kortdüse, in particular about the rudder axis (11) of a ship rotatably formed Kortdüse (100),
characterized,
in that at least one opening (16) is provided in the wall (15) of the Kort nozzle (100). Kortdüse gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei Durchbrechungen (16) in der Wandung (15) der Kortdüse (100) vorgesehen sind, die im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind.Kortdüse according to claim 1,
characterized,
in that at least two apertures (16) are provided in the wall (15) of the Kortdüse (100), which are arranged substantially opposite one another. Kortdüse gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) in Bezug auf die Höhe der Kortdüse (100) in einem mittleren Bereich (15a, 15b) angeordnet ist.Kortdüse according to claim 1 or 2,
characterized,
that the at least one opening (16) in relation to the height of the Kort nozzle (100) in a central region (15a, 15b) is arranged. Kortdüse gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mittlere Bereich (15a, 15b) von einem Drittel bis zwei Drittel der Höhe der Kortdüse (100), bevorzugt von zwei Fünftel bis drei Fünftel der Höhe der Kortdüse (100) reicht.Kortdüse according to claim 3,
characterized,
that the central region (15a, 15b) of one third to two thirds of the height of the Kort nozzle (100), preferably from two-fifths to three-fifths of the height of the Kort nozzle (100) extends. Kortdüse gemäß Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in wenigstens einem mittleren Bereich (15a, 15b) der Kortdüse (100) wenigstens zwei Durchbrechungen (16) angeordnet sind, wobei die wenigstens zwei Durchbrechungen (16) in Längsrichtung der Kortdüse (100) hintereinander liegend und/oder in Vertikalrichtung übereinander liegend angeordnet sind.Kortdüse according to claim 3 or 4,
characterized,
that in at least a central area (15a, 15b) of the Kort nozzle (100) at least two openings (16) are arranged, wherein the at least two openings (16) arranged in the longitudinal direction of the Kort nozzle (100) one behind the other and / or one above the other in the vertical direction are. Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) bezogen auf die Länge der Kortdüse (100) in einem Bereich von einem Drittel bis zwei Drittel der Länge, bevorzugt in einem Bereich von zwei Fünftel bis drei Fünftel der Länge, besonders bevorzugt mittig, angeordnet ist.Kortdüse according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the at least one opening (16) is arranged in a range of one third to two thirds of the length, preferably in a range of two fifths to three fifths of the length, particularly preferably in the middle, relative to the length of the Kortdüse (100). Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kortdüse (100) um die Ruderachse (11) eines Schiffes drehbar ausgebildet ist und wobei in der Kortdüse (100) ein feststehender Propeller (20) eines Schiffes anordbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) derart angeordnet ist, dass sie, bevorzugterweise bei einem Verdrehungswinkel von 10°, 15° oder 20°, mit ihrem inneren Öffnungsbereich (16b) im Wesentlichen benachbart zum Propeller (20) angeordnet ist.Kortdüse according to one of the preceding claims, wherein the Kortdüse (100) is rotatable about the rudder axis (11) of a ship and wherein in the Kortdüse (100) a fixed propeller (20) of a ship can be arranged,
characterized,
in that the at least one opening (16) is arranged such that it is arranged, preferably at a twist angle of 10 °, 15 ° or 20 °, with its inner opening area (16b) substantially adjacent to the propeller (20). Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) als in Vertikalrichtung verlaufender, länglicher Schlitz ausgebildet ist.Kortdüse according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the at least one opening (16) is designed as an elongated slot running in the vertical direction. Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) bezogen auf die Strömungsrichtung (13) schräg von außen nach innen durch die Wandung (15) hindurch verläuft.Kortdüse according to one of the preceding claims,
characterized,
that, based the at least one aperture (16) to the flow direction (13) obliquely inwards through the wall (15) extending therethrough from the outside. Kortdüse gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) in Bezug auf die Längsachse der Kortdüse (100) unter einem Winkel von 10° bis 60°, bevorzugt 20° bis 45°, besonders bevorzugt 30° bis 35° verläuft.Kortdüse according to claim 9,
characterized,
in that the at least one opening (16) extends at an angle of 10 ° to 60 °, preferably 20 ° to 45 °, particularly preferably 30 ° to 35 ° with respect to the longitudinal axis of the Kortdüse (100). Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Durchbrechung (16) derart ausgebildet ist, dass sie sich von der Außenseite der Wandung (15) bis zur Innenseite der Wandung (15) hin verjüngt.Kortdüse according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the at least one opening (16) is designed in such a way that it tapers from the outside of the wall (15) to the inside of the wall (15). Kortdüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abmessungen der mindestens einen Durchbrechung (16) über ihren gesamten Verlauf hinweg im Wesentlichen konstant sind.Kortdüse according to one of claims 1 to 10,
characterized,
that the dimensions of the at least one perforation (16) across their entire course of time are substantially constant. Kortdüse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einströmkanten (17a, 17b) und/oder die Abströmkanten (18a, 18b) der mindestens einen Durchbrechung (16) abgerundet ausgebildet sind.Kortdüse according to one of the preceding claims,
characterized,
that the inflow edges (17a, 17b) and / or the trailing edges (18a, 18b) of the at least one opening (16) are rounded. Schiff,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Schiff, insbesondere an dessen Heck, eine Kortdüse (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.Ship,
characterized,
is that provided on the vessel, in particular at its rear, a Kort nozzle (100) according to any preceding claim.
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