EP3544887A1 - Düse eines schiffspropellers - Google Patents

Düse eines schiffspropellers

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EP3544887A1
EP3544887A1 EP16801780.4A EP16801780A EP3544887A1 EP 3544887 A1 EP3544887 A1 EP 3544887A1 EP 16801780 A EP16801780 A EP 16801780A EP 3544887 A1 EP3544887 A1 EP 3544887A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
sacrificial anode
receptacle
nozzle according
sacrificial
Prior art date
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EP16801780.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3544887B1 (de
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Klaus TWEDDELL
Dietrich BENKE
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Schottel GmbH
Original Assignee
Schottel GmbH
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3544887B1 publication Critical patent/EP3544887B1/de
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • 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
    • B63H5/15—Nozzles, e.g. Kort-type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/10—Electrodes characterised by the structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F13/18—Means for supporting electrodes
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/20—Conducting electric current to electrodes

Definitions

  • the invention relates to a nozzle of a rotatable about a rotation axis
  • the arrangement of a nozzle as a jacket around a ship's propeller has been known for many years and is also referred to as Kortdüse.
  • the nozzle shell has a wing-like flow profile and serves to reduce flow losses at the ends of the propeller blades and a higher
  • the nozzle shell like the ship propeller itself, is usually made of metal and must be protected from electrolytic corrosion.
  • the ship's propeller in seawater is otherwise due to the high
  • Ship propeller comprising propulsion system including the associated nozzle.
  • the object of the invention is to propose a nozzle of a ship's propeller, which overcomes the disadvantages of the prior art, is easy to produce and in which a change in the sacrificial anodes after their consumption is easy to accomplish. This object is achieved with a nozzle according to the features of claim 1.
  • Sacrificial anode is formed so corresponding to the receptacle that it can be inserted into the receptacle substantially filling the receptacle. In this way, it is possible to arrange a sufficient number or a sufficient volume of sacrificial anodes in the region of the outer surface of the nozzle shell, which, due to their arrangement in the recessed receptacle, does not protrude or at most slightly protrude beyond the flow profile.
  • the at least one sacrificial anode is not subject to any further restrictions; therefore, it can be anodes of almost any contour, in particular also
  • Substantially filling in of the recessed receptacle is understood to mean filling up of the space in the area of the recessed receptacle in which the accommodated anode does not protrude or projects only slightly beyond the adjacent flow profile.
  • the at least one sacrificial anode is designed so that it after insertion into the receptacle, the contour of Flow profile of the nozzle according to the invention adjacent to the recording continues smoothly and so far forms itself a part of the airfoil due to a corresponding design to the airfoil.
  • the disturbance of fluid flow around the nozzle shell due to the sacrificial anodes becomes
  • Nozzle thrust while driving is not affected despite the presence of the sacrificial anodes.
  • the arrangement and positioning of the receptacle and the sacrificial anodes positioned therein is in principle subject to no restriction and can by
  • Sacrificial anodes as well as an arrangement only in sub-segments, for example, a peripheral portion of 180 ° are provided around the nozzle outer shell.
  • Nozzle jacket behind the ship's propeller is a Nozzle jacket behind the ship's propeller.
  • the recording can according to a proposal of the invention as an annular circumferential step paragraph in the outer surface of the nozzle shell
  • sacrificial anodes annularly used continuously in the step paragraph, so that a desired volume fraction of the stepped paragraph filled by the sacrificial anodes and the flow profile of the nozzle shell of the sacrificial anodes to bridge the
  • Step heel is smoothly continued. It is not necessary to fill the entire volume fraction of the stepped heel with sacrificial anodes, although such a complete filling is particularly effective in terms of flow. However, it can also be provided to fill the receptacle only partially with anodes, which is surprisingly accompanied by no significant loss of effectiveness. The only important thing is that the Anodes can be overflowed within the recording without significant resistance along the airfoil.
  • a multiplicity of discrete receptacles introduced annularly into the outer surface is provided, into each of which a corresponding sacrificial anode is inserted.
  • the at least one sacrificial anode is detachably inserted into the receptacle
  • the invention proposes that the
  • At least one sacrificial anode has an electrically conductive support plate with protruding fastening tabs for attachment to the nozzle shell.
  • the sacrificial anodes can be cast, for example, from a suitable metal, wherein the carrier plate can be cast directly with the production of the sacrificial anodes, which allows a rational production and a good electrical connection.
  • the at least one sacrificial anode based on zinc, magnesium or aluminum or combinations thereof can be produced while the carrier sheet can be made, for example, from a commercially available structural steel or other suitable electrically conductive material.
  • the at least one sacrificial anode based on zinc, magnesium or aluminum or combinations thereof can be produced while the carrier sheet can be made, for example, from a commercially available structural steel or other suitable electrically conductive material.
  • Sacrificial anode mounted in the receptacle so that a gap between the sacrificial anode and the nozzle shell remains.
  • an advantageous flow around the sacrificial anode can also be achieved at the bottom by a self-adjusting re-circulation, which also with a
  • the nozzle according to the invention can be used both in conventional propeller systems with fixed ship propellers for watercraft of all kinds as well as rudder propellers, in which the ship's propeller is rotatably mounted about its vertical axis and directly control of the thus driven ship, including various types of water jet propulsion, for example those from Voith
  • Figure 1 is a perspective view of a rudder propeller with a
  • FIG. 2 the nozzle according to FIG.
  • FIG. 3 shows a section through the nozzle according to Figure 2 in enlarged
  • Rudder propeller shown comprising a rotatable about a rotation axis A by means of a drive, not shown, propeller 19.
  • the rudder propeller is rotatable about its vertical axis H for the purpose of controlling a vessel equipped with it.
  • the propeller blades 190 of the ship propeller 19 are enveloped by a nozzle 1, which extends along the axis of rotation A and a in
  • Ship propeller 19 enveloping nozzle shell 10, an inner surface 11 and an outer surface 12, which together form a wing-like
  • the inflowing in the direction of flow S water divides so far into a partial flow S1 within the nozzle 0 and a partial flow S2 outside the nozzle 10, wherein the boundary layers are guided to the nozzle 10 along the inner surface 11 and the outer surface.
  • Flow profile is designed to avoid flow losses along the inner and outer surfaces 10, 11 as smooth as possible.
  • Adjacent to the outlet opening 101 is in the region of the outer surface 12 of the nozzle shell 10 opposite to the airfoil along the
  • This receptacle 13 formed by the stepped shoulder is of a large number corresponding to the receptacle 13 and the receptacle 13 substantially filling
  • Occupy sacrificial anodes 2 which are shaped so that they not only substantially fill the receptacle 13 but the flow profile along the
  • Sacrificial anodes 2 is minimally affected.
  • the sacrificial anodes 2 are thus part of the airfoil in the region of the outer surface 12 of the
  • the sacrificial anodes 2 themselves are present in such a number that sets a volume or a mass, which for corrosion protection of the Ship propeller 19 comprehensive propulsion plant including the nozzle 1 has been calculated as sufficient.
  • each sacrificial anode 2 is connected to the nozzle casing 10 by means of fastening lugs 21 projecting on the nozzle jacket 0, e.g. by means of screw or welded connection and can therefore be easily assembled and replaced after consumption.
  • each sacrificial anode 2 can be fastened to the receptacle 13 on both sides via two fastening straps 21 positioned at an angle of 90 ° and associated screws.
  • each sacrificial anode 2 has been arranged leaving a gap to the nozzle shell 10, which adjusts a recirculation of the flowing water, which not only increases the flushing of the surface of the sacrificial anode 2, but also a cleaning effect on the surface the sacrificial anode 2 exercises.
  • the gap between sacrificial anode 2 and nozzle shell 10 can be optimized with respect to its gap width by being formed enlarged to the inlet opening 100 of the nozzle 1 out.
  • the sacrificial anodes 2 are made of a suitable metal, for example zinc, magnesium or aluminum or combinations thereof in one
  • Nozzle jacket 10 directed. It is also possible to use standard anodes in a size suitable for the receptacle 13.
  • Inlet opening 100 to arrange lying position. Further, if necessary, the free spaces between adjacent sacrificial anodes 2 can be closed with covers according to the desired flow profile or it can be a plurality of discrete recessed receptacles 13 are provided, in each of which a sacrificial anode 2 filling and the flow profile is inserted substantially smoothly continued. The receptacles 13 then resemble receiving pockets and become adjacent receptacles 13 respectively by webs of the
  • Nozzle jacket 10 limited, whereby a higher stability can be achieved.
  • the above-explained nozzle according to the invention is suitable both for the new production of a marine propulsion system and for the retrofitting of existing ship propellers and the replacement of existing nozzles on such a ship propeller.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düse (1) eines um eine Rotationsachse (A) drehbaren Schiffspropellers (19) mit einem sich entlang der Rotationsachse (A) erstreckenden und den Schiffspropeller (19) einhüllenden Düsenmantel (10) mit Innen- und Außenoberfläche (11, 12), die gemeinsam ein Strömungsprofil bilden und mit mindestens einer auf der Außenoberfläche (12) des Düsenmantels (10) angeordneten Opferanode (2), wobei die Außenoberfläche (12) des Düsenmantels (10) mindestens eine gegenüber dem Strömungsprofil vertiefte Aufnahme (13) aufweist und die mindestens eine Opferanode (2) derart korrespondierend ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen die Aufnahme (13) auffüllend in die Aufnahme (13) einsetzbar ist.

Description

Düse eines Schiffspropellers Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Düse eines um eine Rotationsachse drehbaren
Schiffspropellers mit einem sich entlang der Rotationsachse erstreckenden und den Schiffspropeller einhüllenden Düsenmantel mit Innen- und
Außenoberfläche, die gemeinsam ein Strömungsprofil bilden und mit
mindestens einer auf der Außenoberfläche des Düsenmantels angeordneten Opferanode.
Die Anordnung einer Düse als Mantel um einen Schiffspropeller ist seit vielen Jahren bekannt und wird auch als Kortdüse bezeichnet. Der Düsenmantel weist ein tragflügelähnliches Strömungsprofil auf und dient dazu, Strömungsverluste an den Enden der Propellerblätter zu reduzieren und einen höheren
Massenstrom zu erzeugen. Dies führt zu einer Steigerung des Wirkungsgrades eines solchen Schiffspropellers. Der Düsenmantel ist jedoch ebenso wie der Schiffspropeller selbst üblicherweise aus Metall hergestellt und muss vor einer elektrolytischen Korrosion geschützt werden. Insbesondere bei Einsatz des Schiffspropellers in Seewasser besteht ansonsten aufgrund der hohen
Leitfähigkeit des Seewassers und dessen Eignung als Elektrolyt und
galvanisches Element die Gefahr einer starken elektrolytischen Korrosion und dadurch bedingtem vorzeitigem Verschleiß von Bauteilen der den
Schiffspropeller umfassenden Vortriebsanlage einschließlich der zugehörigen Düse.
Es ist daher üblich, zum Zwecke des Korrosionsschutzes eine ermittelte Anzahl an Opferanoden auf der Außenoberfläche des Düsenmantels vorstehend anzubringen. Die Opferanoden sind jedoch Störkörper in der entlang der Außenoberfläche erfolgenden Fluidströmung, was den Düsenwiderstand bei Fahrt erhöht. Dies hat zur Folge, dass der Düsenschub sinkt und somit der Schiffspropeller insgesamt ineffizienter wird. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düse eines Schiffspropellers vorzuschlagen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet, einfach herstellbar ist und bei der ein Wechsel der Opferanoden nach deren Verbrauch einfach zu bewerkstelligen ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Düse gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Düse sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die
Außenoberfläche des Düsenmantels mindestens eine gegenüber dem
Strömungsprofil vertiefte Aufnahme aufweist und die mindestens eine
Opferanode derart korrespondierend zur Aufnahme ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen die Aufnahme auffüllend in die Aufnahme einsetzbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine ausreichende Anzahl bzw. ein ausreichendes Volumen an Opferanoden im Bereich der Außenoberfläche des Düsenmantels anzuordnen, die aufgrund ihrer Anordnung in der vertieften Aufnahme nicht oder allenfalls geringfügig über das Strömungsprofil vorstehen. Weiteren Beschränkungen unterliegt die mindestens eine Opferanode nicht, es kann sich daher um Anoden nahezu beliebiger Kontur, insbesondere auch
Standardbauformen handeln, solange diese die vertiefte Aufnahme im
Wesentlichen auffüllen. Unter einem im Wesentlichen Auffüllen der vertieften Aufnahme wird insoweit ein Auffüllen des Raumes im Bereich der vertieften Aufnahme verstanden, bei dem die aufgenommene Anode nicht oder lediglich geringfügig über das benachbarte Strömungsprofil vorsteht.
Nach einem Vorschlag der Erfindung ist die mindestens eine Opferanode so ausgebildet, dass sie nach Einsetzen in die Aufnahme die Kontur des Strömungsprofils der erfindungsgemäßen Düse benachbart zur Aufnahme glatt fortsetzt und insoweit aufgrund einer zum Strömungsprofil korrespondierenden Gestaltung selbst einen Teil des Strömungsprofils bildet. Die Störung der Fluidströmung um den Düsenmantel aufgrund der Opferanoden wird
erfindungsgemäß auf diese Weise auf ein Minimum reduziert und der
Düsenschub bei Fahrt trotz des Vorhandenseins der Opferanoden nicht beeinträchtigt.
Die Anordnung und Positionierung der Aufnahme und der darin positionierten Opferanoden unterliegt im Prinzip keiner Beschränkung und kann vom
Fachmann in Abhängigkeit von den Gegebenheiten an der Düse entsprechend ausgewählt werden. Es kann sowohl eine vollständig um den Düsenumfang verlaufende Anordnung der Aufnahme und der darin positionierten
Opferanoden wie auch eine Anordnung lediglich in Teilsegmenten, zum Beispiel einem Umfangsabschnitt von 180° um den Düsenaußenmantel vorgesehen werden.
Nach einem Vorschlag der Erfindung ist die Aufnahme im in
Durchströmrichtung des Fluids durch die Düse gesehen hinteren Bereich derselben ausgebildet, vorzugsweise nahe der Austrittsöffnung des
Düsenmantels hinter dem Schiffspropeller.
Die Aufnahme kann nach einem Vorschlag der Erfindung als ringförmig umlaufender Stufenabsatz in der Außenoberfläche des Düsenmantels
ausgebildet sein und es wird eine Vielzahl von Opferanoden ringförmig um laufend in den Stufenabsatz eingesetzt, sodass ein gewünschter Volumenanteil des Stufenabsatzes durch die Opferanoden aufgefüllt und das Strömungsprofil des Düsenmantels von den Opferanoden unter Überbrückung des
Stufenabsatzes glatt fortgesetzt wird. Es ist dabei nicht erforderlich, den gesamten Volumenanteil des Stufenabsatzes mit Opferanoden aufzufüllen, wenngleich eine solche vollständige Auffüllung strömungstechnisch besonders wirkungsvoll ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Aufnahme nur teilweise mit Anoden aufzufüllen, was überraschenderweise ohne wesentliche Einbußen in der Wirksamkeit einhergeht. Wesentlich ist lediglich, dass die Anoden innerhalb der Aufnahme ohne maßgeblichen Widerstand entlang des Strömungsprofils überströmt werden können.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von ringförmig in die Außenoberfläche eingebrachter diskreter Aufnahmen vorgesehen ist, in die jeweils eine korrespondierende Opferanode eingesetzt ist. Zwischen
benachbarten Opferanoden und zugehörigen Aufnahmen verbleiben bei dieser Ausführungsform Stege, die entlang des Strömungsprofils im Bereich der Außenoberfläche verlaufen und nach Art von Verstärkungsrippen die
Außenoberfläche des Düsenmantels versteifen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Opferanode lösbar in die Aufnahme eingesetzt ist,
beispielsweise in dieser in geeigneter Weise mittels Schrauben lösbar befestigt ist. Hierdurch wird nicht nur die Montage vereinfacht, sondern die Opferanode kann nach Verbrauch derselben leicht gegen eine neue Opferanode
ausgetauscht werden.
Für die Funktion der Opferanode ist es erforderlich, dass diese elektrisch leitend mit den zu schützenden Bauteilen, insbesondere dem Düsenmantel verbunden ist. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die
mindestens eine Opferanode ein elektrisch leitfähiges Trägerblech mit vorstehenden Befestigungslaschen für die Befestigung am Düsenmantel aufweist. Die Opferanoden können beispielsweise aus einem geeigneten Metall gegossen werden, wobei das Trägerblech unmittelbar bei Herstellung der Opferanoden mit eingegossen werden kann, was eine rationelle Herstellung und eine gute elektrische Verbindung ermöglicht.
Beispielsweise kann die mindestens eine Opferanode auf Basis von Zink, Magnesium oder Aluminium oder Kombinationen derselben hergestellt sein, während das Trägerblech beispielsweise aus einem handelsüblichen Baustahl oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein kann. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die mindestens eine
Opferanode derart in der Aufnahme befestigt, dass ein Spalt zwischen der Opferanode und dem Düsenmantel verbleibt. Durch diesen Spalt kann eine vorteilhafte Umströmung der Opferanode auch an deren Unterseite durch eine sich einstellende Re-Zirkulation erreicht werden, die auch mit einem
Reinigungseffekt für die Oberfläche der Opferanode einhergeht. Zur weiteren Steigerung dieses Effektes kann der Spalt in Richtung der Eintrittsöffnung der Düse größer werdend ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Düse kann sowohl in konventionellen Propelleranlagen mit feststehenden Schiffspropellern für Wasserfahrzeuge aller Art als auch bei Ruderpropellern eingesetzt werden, bei denen der Schiffspropeller um seine Hochachse drehbar gelagert ist und eine Steuerung des solchermaßen angetriebenen Schiffes unmittelbar ermöglicht, einschließlich verschiedener Arten von Wasserjetantrieben, zum Beispiel die von der Firma Voith
entwickelten„Linearjet".
Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in perspektivischer Darstellung einen Ruderpropeller mit einer
Düse gemäß der Erfindung, Figur 2 die Düse gemäß Figur 1 in Einzelteildarstellung,
Figur 3 einen Schnitt durch die Düse gemäß Figur 2 in vergrößertem
Maßstab. Aus der Figur 1 ist in perspektivischer Darstellung ein an sich bekannter
Ruderpropeller dargestellt, der einen um eine Rotationsachse A mithilfe eines nicht dargestellten Antriebes drehbaren Schiffspropeller 19 umfasst. Der Ruderpropeller ist zum Zwecke der Steuerung eines damit ausgerüsteten Wasserfahrzeuges um seine Hochachse H drehbar. Die Propellerblätter 190 des Schiffspropellers 19 werden von einer Düse 1 eingehüllt, die sich entlang der Rotationsachse A erstreckt und einen in
Strömungsrichtung S durch die Düse 1 konisch zulaufenden Düsenmantel 10 mit Eintrittsöffnung 100 und Austrittsöffnung 101 für das vom Schiffspropeller 19 beschleunigte Fluid, d.h. Wasser aufweist.
Wie aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 3 ersichtlich, weist der den
Schiffspropeller 19 einhüllende Düsenmantel 10 eine Innenoberfläche 11 und eine Außenoberfläche 12 auf, die gemeinsam ein tragflügelähnliches
Strömungsprofil bilden. Das in Strömungsrichtung S einströmende Wasser teilt sich insoweit in einen Teilstrom S1 innerhalb der Düse 0 und einen Teilstrom S2 außerhalb der Düse 10 auf, wobei die Grenzschichten zur Düse 10 entlang der Innenoberfläche 11 bzw. der Außenoberfläche geführt werden. Das
Strömungsprofil ist zur Vermeidung von Strömungsverlusten entlang der Innen- und Außenoberfläche 10, 11 möglichst glatt ausgeführt.
Benachbart zur Austrittsöffnung 101 ist im Bereich der Außenoberfläche 12 des Düsenmantels 10 eine gegenüber dem Strömungsprofil entlang der
Außenoberfläche 12 vertiefte Aufnahme 13 in Form eines ringförmig
umlaufenden Stufenabsatzes eingeformt. Diese vom Stufenabsatz gebildete Aufnahme 13 ist von einer Vielzahl korrespondierend zur Aufnahme 13 ausgebildeten und die Aufnahme 13 im Wesentlichen auffüllenden
Opferanoden 2 besetzt, die so geformt sind, dass sie die Aufnahme 13 nicht nur im Wesentlichen auffüllen sondern das Strömungsprofil entlang der
Außenoberfläche 12 glatt fortsetzen. Auf diese Weise wird ein Strömungsprofil entlang der Außenoberfläche 12 erhalten, welches trotz Anordnung der
Opferanoden 2 nur minimal beeinträchtigt wird. Die Opferanoden 2 sind somit Teil des Strömungsprofils im Bereich der Außenoberfläche 12 des
Düsenmantels 10.
Die Opferanoden 2 selbst sind in einer solchen Anzahl vorhanden, dass sich ein Volumen bzw. eine Masse einstellt, welches zum Korrosionsschutz der den Schiffspropeller 19 umfassenden Vortriebsanlage einschließlich der Düse 1 als hinreichend berechnet worden ist.
Die einzelnen Opferanoden 2 sind mittels am Düsenmantel 0 vorstehender Befestigungslaschen 21 mit dem Düsenmantel 10 verbunden, z.B. mittels Schraub- oder Schweißverbindung und können von daher leicht montiert und nach Verbrauch ausgetauscht werden. Beispielsweise kann jede Opferanode 2 wie dargestellt beidseits über jeweils zwei unter einem Winkel von 90° positionierte Befestigungslaschen 21 und zugehörige Schrauben an der Aufnahme 13 befestigt werden.
Überdies kann über die Befestigungslaschen 21 jede Opferanode 2 unter Belassung eines Spaltes zum Düsenmantel 10 angeordnet wurden, durch den sich eine Re-Zirkulation des strömenden Wassers einstellt, die nicht nur die Umspülung der Oberfläche der Opferanode 2 erhöht, sondern auch einen Reinigungseffekt auf die Oberfläche der Opferanode 2 ausübt. Zur Erhöhung dieses Effektes kann der Spalt zwischen Opferanode 2 und Düsenmantel 10 hinsichtlich seiner Spaltweite optimiert werden, indem er zur Eintrittsöffnung 100 der Düse 1 hin vergrößert ausgebildet wird.
Die Opferanoden 2 sind aus einem geeigneten Metall, beispielsweise Zink, Magnesium oder Aluminium oder Kombinationen derselben in einem
Gießverfahren hergestellt, wobei während des Gießens ein elektrisch leitfähiges Trägerblech 20 in den Korpus der Opferanoden 2 eingegossen und damit einstückig mit diesen verbunden wird. Es versteht sich, dass die Form der Opferanoden beliebig ist und sich nach der jeweiligen Kontur des
Strömungsprofils des Düsenmantels 10 und der Einbauposition im
Düsenmantel 10 richtet. Es können auch Standardanoden in zu der Aufnahme 13 passender Größe verwendet werden.
Es ist auch möglich, die Opferanoden 2 an einer weiter in Richtung der
Eintrittsöffnung 100 liegenden Position anzuordnen. Ferner können ggf. die Freiräume zwischen benachbarten Opferanoden 2 mit Abdeckungen gemäß dem gewünschten Strömungsprofil verschlossen werden oder aber es werden eine Vielzahl diskreter vertiefter Aufnahmen 13 vorgesehen, in die jeweils eine Opferanode 2 auffüllend und das Strömungsprofil im Wesentlichen glatt fortsetzend eingesetzt ist. Die Aufnahmen 13 gleichen dann Aufnahmetaschen und werden zu benachbarten Aufnahmen 13 jeweils durch Stege des
Düsenmantels 10 begrenzt, wodurch eine höhere Stabilität erreicht werden kann.
Grundsätzlich wäre auch vorstellbar, die Opferanoden im Bereich der
Innenoberfläche anzubringen, jedoch ist dabei eine größere Störung der durch die Propellerblätter beschleunigten Fluidströmung entlang der Innenoberfläche zu erwarten und überdies treten bei Verbrauch der Opferanoden 2
Veränderungen des Strömungsprofils ein, die sich nachteilig auf die Effizienz des Schiffspropellers 19 auswirken. Die vorangehend erläuterte Düse gemäß der Erfindung eignet sich sowohl für die Neuherstellung eines Schiffsantriebes als auch für die Nachrüstung bereits vorhandener Schiffspropeller und den Austausch vorhandener Düsen an einem solchen Schiffspropeller.

Claims

Patentansprüche:
1. Düse (1) eines um eine Rotationsachse (A) drehbaren Schiffspropellers (19) mit einem sich entlang der Rotationsachse (A) erstreckenden und den Schiffspropeller (19) einhüllenden Düsenmantel (10) mit Innen- und Außenoberfläche (1 1 , 12), die gemeinsam ein Strömungsprofil bilden und mit mindestens einer auf der Außenoberfläche (12) des Düsenmantels
(10) angeordneten Opferanode (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche (12) des Düsenmantels (10) mindestens eine gegenüber dem Strömungsprofil vertiefte Aufnahme (13) aufweist und die mindestens eine Opferanode (2) derart korrespondierend ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen die Aufnahme (13) auffüllend in die Aufnahme (13) einsetzbar ist.
2. Düse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) derart korrespondierend ausgebildet ist, dass sie das Strömungsprofil glatt fortsetzend in die Aufnahme (13) einsetzbar ist.
3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aufnahme im in einer Durchströmrichtung (S) der Düse (1 ) gesehen hinteren Bereich (101 ) derselben ausgebildet ist.
4. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (13) als ringförmig umlaufender Stufenabsatz in der Außenoberfläche (12) des Düsenmantels ( 0) ausgebildet ist und eine Vielzahl von Opferanoden (2) ringförmig umlaufend in den Stufenabsatz eingesetzt sind.
5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von ringförmig in der Außenoberfläche (12) eingebrachter diskreter Aufnahmen (13) vorgesehen ist, in die jeweils eine
korrespondierende Opferanode (2) eingesetzt ist.
6. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) lösbar in die Aufnahme (13) eingesetzt ist.
7. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) ein elektrisch leitfähiges Trägerblech (20) mit vorstehenden Befestigungslaschen (21) für die Befestigung am
Düsenmantel (10) aufweist.
8. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) einen Teilabschnitt des
Strömungsprofils bildet.
9. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) auf Basis von Zink, Magnesium oder Aluminium oder Kombinationen derselben hergestellt ist.
10. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Opferanode (2) unter Belassung eines Spaltes zum Düsenmantel (10) hin in der Aufnahme (13) angeordnet ist.
Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch
Ausbildung des Schiffspropellers (19) als Ruderpropeller.
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