DE651579C - Wasserfahrzeug - Google Patents

Description

Düsenförmige Ummantelungen von Schiffsschrauben, die mit dem Schiffskörper fest verbunden sind, sind bekannt durch Patent 617 775, und es ist weiter bekannt, daß die S lichten Querschnitte solcher Schraubendüsen vor der Schraube rasch und hinter der Schraube gar nicht oder nur langsam erweitert sein dürfen, um in Verbindung mit einer starken Abrundung der Eintrittskante des Düsenmundes eine vorschubvermehrende Wirkung durch die Düse bei gegebener Maschinenleistung erzielen zu können.

Bei den bisher bekannten Düsen um Schiffsschrauben nach Patent 617775 ^war der Düsenkörper in der Hauptsache axial mit Bezug auf die Schraubenanordnung ausgestaltet. Diese Anordnung hat so lange ihre Berechtigung, als der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem der Düse zuströmenden und dem aus ihr austretenden Wasser so groß ist, daß durch die Beschleunigung des Wassers durch die Schraube der Wasserstrahl tatsächlich wesentlich umgelenkt wird.

Bei dem Schraubenantrieb von Schiffen mit großer Geschwindigkeit oder bei Verwendung großer Schrauben bei langsamer fahrenden Schiffen ist die Geschwindigkeitszunahme zwischen dem der Düse zufließenden und aus ihr austretenden Wasser jedoch relativ so gering, daß eine vollständige Umlenkung des Wasserstrahls durch das Arbeiten der Schraube nicht erreicht wird, sondern daß im Gegenteil die Umlenkungswinkel vielfach so gering werden, daß sie praktisch vernachlässigt werden können.

Bei diesen zuletzt geschilderten Verhältnissen führt die bisher gebräuchliche Ausgestaltung der Düse, bei der die Düsenachse in der Hauptsache mit der Schraubenachse zu-' sammenfällt, zu erheblichen Widerständen für das hindurchtretende Wasser, die erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß die Hauptrichtung der Düsenachse und, soweit als dies praktisch durchführbar ist, auch die radialen Querschnitte des Düsenkörpers angenähert in die Richtung des zu- und abströmenden Wassers gestellt werden. Die radialen Tragflügelquerschnitte des Düsenkörpers erhalten also gewissermaßen die für die Widerstandsverminderung günstigste An-Stellung. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, erhält unter Berücksichtigung des Vorstehenden die Düsenachse eines normalen Einschraubenseeschiffes mit ringförmiger Düse eine von vorn unten nach hinten oben gerichtete Neigung, die mit der Schraubenachse in der Mittschiffsebene einen gewissen Winkel bildet, und dessen Größe von der Führung der Hinterschiffslinien abhängig ist.

Handelt es sich um ein Schiff mit hinten völligen Wasserlinien in Höhe der Schraubenachse, so werden die radialen Horizontalquer-

schnitte der Düse ebenfalls diesem Wasserlinienverlauf in der Hauptsache angepaßt, wie in Fig. 3 dargestellt.

Bei einem Einschraubenschiff mit Kreuzerheck oder einem ähnlichen völligen Heck über der Schraube wird der Düsenkörper nur in unterem Teil eine ringförmige Gestaltung erhalten mit entsprechender Anstellung der radialen Querschnitte, während der obere Innenteil der Düse von einer halbtunnelförmigen Einbuchtung im Schiffsheck gebildet wird, deren Richtungsverlauf ebenfalls möglichst in die durch die Hinterschiffsform bedingte Zustromrichtung des Wassers gestellt wird. Dies ist in den Fig. 6 und 7 beispielsweise zur Darstellung gebracht. ■

Bei Anordnung einer Einzelschraube hinter einem völligen Hinterschiff wird man zweckmäßig die Form des Düsenkörpers und die Zustromrichtung des Wassers dadurch günstig beeinflussen, daß man in dem Schiffskörper vor der Düse beiderseits halbtunnelaÄige Einbuchtungen anbringt, die den Wasserzustrom zur Düse angenähert in die gewünschte axiale oder annähernd axiale Richtung des Schraubenstroms umlenken. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel für diesen Fall. Derartige Einbuchtungen sind ebenfalls in den Fig. 6 und 7 mit zur Darstellung gebracht. . . . .

Bei Zweiwellenanordnungen an einem Schiffskörper mit normalem trapezförmigem Heck und Ruderanordnung mittschiffs am Hintersteven wird der Düsenkörper fast stets teilweise durch tunnelartige Einbuchtungen in die Seiten des Schiffskörpers gebildet werden müssen. Ebenso wie bei den Einschraubern wird man erfindungsgemäß auch in diesem Falle die Achsrichtung der Düse, die Richtung ihrer axialen Querschnitte und die Richtung der Eintunnelung ungefähr in die Richtung des durch die Schiffsform bedingten Zu- und Abstroms bringen.

Wenn bei derartigen Zweiwellenanordnungen die Schrauben zu weit nach hinten angeordnet sind, besteht die Gefahr, daß sich zwischen den beiden austretenden Schraubenstrahlen eine die Fortbewegung des Schiffes hemmende Wirbelschleppe bildet, die vermieden wird, wenn man die Schrauben so weit am Schiffskörper nach vorn anordnet and die Richtung der austretenden Schraubenwasserstrahlen in Verbindung mit der Ausgestaltung des Hinterschiffs so anordnet, daß die Austrittsstrahlen sich unter Berücksichtigung ihrer durch die Geschwindigkeitsabnahme des Wassers bedingten Ausbreitung ohne Ablösung vom Schiffsheck hinter dem Hintersteven oder hinter dem daran befindliehen Ruder vereinigen können. Die Abnahme der Geschwindigkeit bedeutet dabei eine Zunahme des Wasserdrucks an den Seiten des keilförmigen Hecks und kommt als Vor-■' schubkomponent für den Schiffskörper zur Wirkung.

Unter Berücksichtigung strömungstechnischer 'Erwägungen wird man die halbtunnelartigen Ausbuchtungen der Schiffsseite im Bereich der Düse zweckmäßig so weit nach vorn und hinten ausdehnen, daß diese Ausbüchtungen als Leitrinnen für das der Düse zu- und abströmende Wasser wirken.

Sollte die horizontale Lage der Schraubenwellen sich nicht in -eine Richtung drehen lassen, die dafür bürgt, daß das austretende Schraubenwasser sich nicht vom Schiffsheck ablöst, so kann man die Ablösung auch dadurch vermeiden, daß man dem Austrittsteil der Düse eine solche Neigung gegen die Schiffswand gibt, daß das austretende Wasser dagegen gedrückt wird; dabei wird der erforderliche Austrittsquerschnitt unter Umständen durch eine entsprechend schmale und hohe Form der Austrittsöffnung gewahrt.

Bei Düsen für Zweiwellenanordnungen an einem Schiff mit Kreuzerheck oder bei ande- ' ren völligen Hinterschiffsförmen über den Düsen kann man die den Widerstand vermehrende schädliche Wirbelschleppe zwischen den beiden austretenden Schrauben-Wasserstrahlen auch dadurch vermeiden, daß man die zum Schließen des Totwasserraums zwischen den beiden Schraubenstrahlen benötigte Wassermenge, fortlaufend von unten her durch eine halbtunnelartige Ausgestaltung des Raums zwischen den beiden seitlichen Düsenkörpern zuführt.

In den auf den beiden Zeichnungsblättern dargestellten Fig. 1 bis 12 sind beispielsweise Ausführungsformen für den grundlegenden Erfindungsgedanken und seine verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten gezeigt.

Fig. ι zeigt das Heck eines normalen Einschraubenseedampfers. Die Schraube ist von einer ringförmigen Düse umgeben, deren Hauptachse in der Mittellängsebene des Schiffes einen Winkel α mit der Richtung der Schraubenachse bildet.

Fig. 2 zeigt die Ansicht des gleichen Schiffes von hinten. Darin ist besonders erkenntlieh, daß die Düsenaustrittsöffnung 1 nicht mit dem lichten Düsenquerschnitt im Schraubendrehkreis 2 und der Düseneintrittsöffnung 3 auf der gleichen Horizontalachse liegt.

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt zu einem Einschraubenschiff, ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt, und zeigt, wie bei einem völligen Schiffsheck die radialen Düsenquerschnitte zwischen ϊ und 3 sich der Zustromrichtung des Wassers, die durch das völlige Schiffsheck gegeben ist, anzupassen haben.

Fig. 4 und 5 geben ein Beispiel dafür, wie

bei einem völligen Schiffsheck durch Ausbuchtungen in den beiden Schiffsseiten der Zustrom des Schraubenwassers zu der Düse schon vor der Düse allmählich so umgelenkt wird, daß eine scharfe Umlenkung innerhalb der Düse vermeidbar ist. Dadurch werden auch die radialen Düsenquerschnitte mehr in Fahrtrichtung des Schiffes gebracht.

In Fig. 4 zeigt die Linie 4 die ursprüng-Hch volle Schiffsform, die Linie 5 die ausgebuchtete Schiffsform. In Fig. 5 ist durch die Linien 6 und 7 ein Konstruktionsspant etwa gemäß dem Schnitt a-h der Fig. 4 zur Darstellung gebracht, worin Linie 6 die ursprüngliehe völlige Schiffsform und Linie 7 die Schiffsform mit den Ausbuchtungen kennzeichnet.

Fig. 6 und 7 zeigen die Anordnung einer Düse unter einem Kreuzerheck. Auch hier steht in der Mittschiffsebene die Düsenachse in einem Winkel <x zur Achse der Schraubenwelle. Die Linie 8 deutet an, daß auch die halbtunnelförmige Ausbuchtung des Schiffes im oberen Teil des Düsenkanals sich der Richtung . der Düsenachse anpaßt. Durch die Linien 9 und 10 in Fig. 7 ist weiterhin dargestellt, wie die völlige Schiffsform vor der Düse einen besseren Wasserzulauf zur Düse und damit eine bessere Düsenwirkung gewährleisten kann. Durch die Linien 1, 2 und 3 sind, wie in Fig. 2, der Düsenaustritt, die lichte Düsenweite im Schraubendrehkreis und die Düseneintrittsöffnung gekennzeichnet.

Fig. 8 und 9 zeigen die Anordnung von schräg gestellten Düsen für eine Zweiwellenanlage. Die Schraubenwellen selbst sind in diesem Falle parallel. Die Düsenachsen stehen aber in der Horizontalebene in einem Winkel β zu den Schraubenachsen. Die Schrauben sind so weit nach vorn in seitlichen Ausbuchtungen des Schiffskörpers angeordnet, daß die Schraubenstrahlen in Verbindung mit den gegen das Schiff geneigten Austrittsteilen der Düsen eine Ablösung des Schraubenwassers vom Schiffsheck verhindern. Die seitlichen Ausbuchtungen des Schiffskörpers, die teilweise den Düsenkanal mit zu bilden haben und gleichzeitig guten Zu- und Ablauf des Wassers sichern, sind durch die Linie χ 2 gegenüber der ursprünglichen Wasserlinie 11 gekennzeichnet.

Fig. 9 zeigt eine Rückansicht zu Fig. 8 und deutet durch die Linien 1, 2 und 3 an, daß die Düsenachsen zu den Achsen der Schraubenwellen auch in der Vertikalebene unter einem Winkel stehen, ähnlich dem Winkel α der Fig.i.

Fig. 10, 11 und 12 zeigen Seitenansicht, Rückansicht und Horizontalschnitt einer Zweiwellenanordnung eines Schiffes mit Spiegelheck, bei der die Schraubenwellen nach hinten auseinanderlaufen. Die Schrägstellung der Düsenachsen 14 zu den Achsen der Schraubenwellen 13 ist durch den Winkel a in Fig. 10 und durch die Linien der Düsenrückansicht 1, 2 und 3 gekennzeichnet.

Da die Schraubenstrahlen nach hinten auseinanderlaufen, ist es besonders notwendig, daß der Totwasserraum zwischen den beiden Schraubenstrahlen von vorn und unten her aufgefüllt werden kann. Dies geschieht durch eine Zustromrinne, die durch die Linie 16 in den Fig. 10, 11 und 12 angedeutet ist. Der Wasserzutritt zu dieser Rinne ist so, daß das Wasser nirgends eine plötzliche Umlenkung erfährt und daher sich von den Rinnenwänden nirgends ablösen kann, sie ist also nach strömungstechnischen Gesichtspunkten ausgebildet.

Auch bei Schiffen mit parallel austretenden Schraubenstrahlen oder sogar Schraubenstrahlen, die aufeinander zulaufen, kann man erfindungsgemäß den zwischen den Schraubenstrahlen entstehenden Totwasserraum durch eine derartige Zulaufrinne fortlaufend mit Wasser auffüllen und damit die Wirksamkeit des Antriebs verstärken bzw. den Fahrwiderstand des Fahrzeugs vermindern.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wasserfahrzeug nach Patent 617 775, bei dem die außerhalb des Schiffskörpers liegende Treibschraube etwa an der engsten Stelle einer radial völlig geschlossenen, vorn abgerundeten Düse frei drehend angeordnet ist, deren Innenwand nach den durch die Schraubenwirkung bedingten strömungstechnischen Grundsätzen ausgebildet ist und deren Außenwand dem unter Berücksichtigung der Schiffskörperform gegebenen Verlauf der Wasserströmung angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsachse des Düsenkanals in die Richtung des zuströmenden Wassers gelegt wird, die durch die Schiffsform vor dem Düsenkörper bedingt ist, wenn nötig abweichend von der durch die Schraubenachse gegebenen Richtung.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen