EP0540868A1 - Flow guiding device - Google Patents

Flow guiding device Download PDF

Info

Publication number
EP0540868A1
EP0540868A1 EP92115977A EP92115977A EP0540868A1 EP 0540868 A1 EP0540868 A1 EP 0540868A1 EP 92115977 A EP92115977 A EP 92115977A EP 92115977 A EP92115977 A EP 92115977A EP 0540868 A1 EP0540868 A1 EP 0540868A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
propeller
flow guiding
guiding device
flow
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP92115977A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0540868B1 (en
Inventor
Herbert Prof. Dr.-Ing. Schneekluth
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.)
Dudszus Alfred
Original Assignee
Dudszus Alfred
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dudszus Alfred filed Critical Dudszus Alfred
Publication of EP0540868A1 publication Critical patent/EP0540868A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0540868B1 publication Critical patent/EP0540868B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B63H25/381—Rudders with flaps
    • 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
    • B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • 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
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B63H2025/387—Rudders comprising two or more rigidly interconnected mutually spaced blades pivotable about a common rudder shaft, e.g. parallel twin blades mounted on a pivotable supporting frame

Definitions

  • the invention relates to a flow control device for ship propellers in the form of a propeller casing, which is fixedly or rotatably connected to the ship.
  • Flow control devices for ship propellers are known in different designs.
  • full-ring nozzles with a wing profile such as Kort nozzles, are used, which enclose the entire propeller circle as closed rings.
  • These arrangements significantly improve the propulsion quality for ships with higher levels of thrust, such as tugs, push boats or trawlers, for lower ship speeds and higher levels of thrust.
  • Their use in ship types with lower degrees of thrust and higher ship speeds, such as freight and passenger ships or ferry ships, is limited by the inherent resistance of the full ring nozzle, which increases roughly square with the ship speed.
  • the criteria for the use of Kort nozzles are "load levels", in which there is a power in the numerator or thrust, in the denominator a product in which the inflow velocity is in the third or second power.
  • the criterion for the use of Kort nozzles the inflow velocity averaged over the propeller disk area is normally taken into account for the inflow velocity. If the effect of the Kort nozzle is now limited to the upper half of the propeller disk area, the local inflow velocity prevailing in this area is to be expected, which, depending on the shape of the ship, is considerably lower than the mean inflow velocity. This means that for the upper half of the nozzle the number for the propeller load increases in comparison to the case with a number for the entire Kort nozzle. In many cases, a small gain from a full ring Kort nozzle means that there is a large gain for the upper sector and a small loss for the lower sector.
  • the object of the invention is to provide an improvement of generic arrangements which enables propulsion to be improved and which can be used to reduce propeller-induced vibrations and which ensures subsequent installation in a simple manner.
  • the saddle nozzle also has the advantage over the Kort nozzle that an increased spacing of the propeller wing tips from the base line need not be required.
  • a saddle nozzle With the usual configuration of the hull, propeller and rudder, a saddle nozzle must always be accommodated.
  • the performance savings that can be achieved with the saddle nozzle are more than 10% for the ship types under consideration and thus more than the profits from other propulsion-improving measures.
  • Cavitation can also develop in this arrangement according to the invention.
  • the effect of the cavitation bubbles formed on the inner wall of the nozzle is alleviated in two ways by the circumferential grooves.
  • the grooves swirl the boundary layer more, so that larger cavitation bubbles are broken down into many smaller ones, causing the implosions to lose strength in detail.
  • the cavitation bubbles such as floating objects, are also pushed away from the inner wall of the nozzle.
  • the smallest inside diameter of the nozzle does not have to lie in the propeller area since the saddle nozzle can be lifted over the propeller when it is installed.
  • the nozzle nose is cheap to give a slightly larger radius, since the direction of flow here shows greater differences than usual for aircraft wings.
  • the profile of the saddle nozzle is formed as a single-profile from essentially cylindrical and conical surfaces, as developed by Schuschkin and Heuser.
  • a favorable design can consist in that the saddle nozzle or the fins have end plates or winglets.
  • the approximately radially arranged flow guide surfaces as fins have a static and a hydrodynamic task. These fins statically stiffen the saddle nozzle, and the connection to this saddle nozzle in turn protects the fins from excessive stresses in the sea. When arranged in front of the saddle nozzle, the fins hydrodynamically give the propeller inflow a pre-twist against the direction of rotation of the propeller, so that the flow leaves the propeller with less swirl losses. If the fins are arranged behind the propeller in a rotatable arrangement, they recover part of the swirl energy from the propeller outflow.
  • the fins can be designed so that they take on other tasks. They can be arranged so strongly swept that they serve as ice deflectors. Furthermore, they can also be pulled in the manner of so-called Grothues spoilers on the side facing the ship's hull with their leading edge so that they divert the downward flow that is often present on the ship's outer skin in the propeller area more into the horizontal.
  • a certain sweep is usually advisable so that the average distance between the rear edge of the fins and the propeller is not too small.
  • DE-OS 19 38 480 shows a Kort nozzle as a propeller casing, an annular groove running in the inner wall of the nozzle being arranged with a swirl against the propeller pitch.
  • a combination is also known from GB 2 063 378 A1, end plates forming an extension of a pre-nozzle. Furthermore, from DE-Z Hansa No. 19, 1962, page 1841, it can be seen that a full ring nozzle with a fixedly connected rudder is reinforced by surfaces attached to the side of the nozzle.
  • the illustrated contour of a ship's hull 1 with a construction water line 9 is provided with a rudder spur 2, which carries an oar 3.
  • a propeller 4 with a propeller hub 5 is arranged and has a propeller wing tip circle 14.
  • the propeller 4 is assigned a propeller casing 6 in the manner of a saddle nozzle.
  • the propeller casing 6 is connected with the interposition of a connecting element 8 with the stern or the gill of the hull 1.
  • the frame contour 11 is shown in FIG. 2 as a connection zone.
  • At the front end of the propeller casing 6 there is a horizontal flow guide surface 7 connected to its end regions, which is guided approximately radially over the region of the stern tube.
  • the propeller casing 6 has grooves 10 on the side facing the propeller 4. According to FIGS. 4 and 5 additionally arranged in partial areas of grids 13, which form corresponding recesses 12.
  • the arrangement of grids 12, 13 in the lower region of the propeller casing 6 reduces the triggering of pressure pulses when the propeller blades are knocked past.
  • the pressure impulses are caught by the wall behind. This means that for the flow the gap between the wing tip and the inner wall of the nozzle is small, for the pressure impulses the wall distance from the wing tip does not change suddenly.
  • the continuation of the nozzle profile is designed with an increasing distance between the inside of the nozzle and the propeller wing tip circle 14, the entry and exit area increasing to at least 4% of the propeller radius.
  • the lower parts of the propeller shell can be formed from a flexible material, so that the impulses emanating from the wing tips are transmitted less.
  • propeller casing 6 may also be expedient to arrange the propeller casing 6 taking into account the following instructions: Since the propeller inflow is usually directed slightly upwards and the flow converges from the top towards the center, it makes sense to adapt the nozzle profile direction to the flow direction.
  • the position of the propeller casing and the horizontal flow guide surface 7 is determined in accordance with the existing conditions. In terms of length, it should often be favorable for about two-thirds to three-quarters of the propeller sheath 6 to be in front of the propeller tip circle 14. For statics and rigidity of the construction, it is advantageous if the horizontal guide surface 7 projects into the propeller casing. The rear edge of the horizontal flow guide surface 7 should be arranged to the rear as far as the power saving and vibration security allow. If necessary, a connecting element must be created between the flow guide surface 7 and the propeller casing 6.
  • the profile shape of the propeller casing 6 is to be adapted to the shape of the ship and propeller, as well as the propeller load. Since the propeller 4 is not fully encased, the use of a Kaplan propeller makes little sense.
  • the flow guide surface 6 is rotatably arranged on the hull 1 via a bearing 15.
  • the rudder 3 on the rudder horn 2 is also pivoted.
  • the direction of flow is identified by reference number 16.
  • FIG. 9 a flow guide device 6 for a double screw arrangement is shown in FIG. 9.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Provision is made for a combination of flow-guiding devices to be designed in such a way that a partial propeller casing is arranged as a saddle nozzle above the propeller like the top part of a Kort nozzle and is stiffened owing to the fact that roughly horizontal or radial guiding surfaces situated in front of or behind the propeller statically form a unit with the saddle nozzle so that the rigidity of the saddle nozzle and the strength of the flow-guiding surfaces are increased. At the nozzle part of the system of flow-guiding surfaces, the distance from the tip circle of the propeller blades in the inlet and outlet area of the propeller blades is increased to reduce the vibrations which are caused by the thrust pulses circulating with the propeller-blade tips. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsleitvorrichtung für Schiffspropeller in Form einer Propellerummantelung, wobei diese mit dem Schiff fest oder drehbar verbunden ist.The invention relates to a flow control device for ship propellers in the form of a propeller casing, which is fixedly or rotatably connected to the ship.

Strömungsleitvorrichtungen für Schiffspropeller sind in unterschiedlichen Ausbildungen bekannt. Hierbei werden Vollringdüsen mit einem Tragflügelprofil, wie Kortdüsen, eingesetzt, die als geschlossene Ringe den gesamten Propellerkreis umschließen. Diese Anordnungen verbessern bei Schiffen mit höheren Schubbelastungsgraden, wie bei Schleppern, Schubbooten oder Trawlern, bei kleineren Schiffsgeschwindigkeiten und höheren Schubbelastungsgraden den Propulsionsgütegrad erheblich. Ihr Einsatz bei Schiffstypen mit geringeren Schubbelastungsgraden und höheren Schiffsgeschwindigkeiten, wie Fracht- und Fahrgastschiffen oder Fährschiffen, ist durch den mit der Schiffsgeschwindigkeit etwa quadratisch zunehmenden Eigenwiderstand der Vollringdüse begrenzt.Flow control devices for ship propellers are known in different designs. Here, full-ring nozzles with a wing profile, such as Kort nozzles, are used, which enclose the entire propeller circle as closed rings. These arrangements significantly improve the propulsion quality for ships with higher levels of thrust, such as tugs, push boats or trawlers, for lower ship speeds and higher levels of thrust. Their use in ship types with lower degrees of thrust and higher ship speeds, such as freight and passenger ships or ferry ships, is limited by the inherent resistance of the full ring nozzle, which increases roughly square with the ship speed.

Ferner sind zur Ausbildung von Strömungsleitflächen vor dem Propeller Anordnungen gemäß der DD-B-238 586 und DE-A-36 20 540 bekannt. Bei den zur Anordnung vor dem Propeller geeigneten Strömungsleitvorrichtungen hat sich insbesondere wegen ihrer funktionellen und konstruktiven Vorzüge eine Anordnung gemäß der DE-B-32 16 578 durchgesetzt.Furthermore, arrangements according to DD-B-238 586 and DE-A-36 20 540 are known for forming flow guide surfaces in front of the propeller. In the flow guide devices suitable for arrangement in front of the propeller, in particular because of their functional and constructive advantages an arrangement according to DE-B-32 16 578 enforced.

Es ist weiterhin auch eine Anordnung zur Verbesserung des Schwingungsverhaltens und der Propulsion durch einen bogenförmigen Tragflügel in der Propellerebene oberhalb des Propellers gemäß DE-A-22 50 754 bekanntgeworden, bei dem jedoch die aus dem Flügeleintritt und Flügelaustritt resultierenden Schwingungsprobleme nicht gelöst wurden.An arrangement for improving the vibration behavior and the propulsion through an arch-shaped wing in the propeller plane above the propeller according to DE-A-22 50 754 has also become known, but in which the vibration problems resulting from the wing entrance and exit have not been solved.

Somit besteht der Mangel, daß bisher keine für die allgemeine Anwendung bei Schiffen mit Propellern mittelstarker Schubbelastungsgrade eine geeignete Lösung zur Propulsionsverbesserung, Schwingungsreduktion und Verbesserung der Seegangs- bzw. Steuereigenschaften bekannt ist.Thus, there is a defect that no suitable solution for improving propulsion, reducing vibrations and improving the swell or steering properties is known to date for the general use in ships with propellers of moderate levels of thrust.

Beim Einsatz einer Kortdüse ist es bekannt, daß bei hohen Schubbelastungsgraden, wie sie bei Schleppern und Schubbooten erreicht werden, Schub und Wirkungsgrad um bis zu 30 % verbessert werden. Bei Fracht fahrenden Seeschiffen wird dagegen mit Kortdüsen selten mehr als 7 % Verbesserung erreicht.When using a Kort nozzle, it is known that at high levels of thrust, such as are achieved with tugs and push boats, thrust and efficiency are improved by up to 30%. In the case of seagoing cargo ships, on the other hand, a Kort nozzle rarely achieves more than 7% improvement.

Die bei den meisten Handelsschiffen nur geringe Propellerbelastung kann,beispielsweise bei großem Propellerdurchmesser und kleiner Leistung, sogar dazu führen, daß eine Kortdüse zu einer Wirkungsgradverschlechterung führt.The low propeller load on most merchant ships, for example with a large propeller diameter and low power, can even lead to a Kort nozzle leading to a deterioration in efficiency.

Als Kriterium für die Verwendung von Kortdüsen dienen "Belastungsgrade", bei denen im Zähler Antriebsleistung oder Schub, im Nenner ein Produkt steht, bei dem die Anströmgeschwindigkeit in der dritten oder zweiten Potenz steht. Beim Kriterium für Kortdüsenverwendung wird normalerweise für die Anströmgeschwindigkeit die über der Propellerdiskfläche gemittelte Anström-geschwindigkeit berücksichtigt. Wird nun die Wirkung der Kortdüse auf die obere Hälfte der Propellerdiskfläche beschränkt, dann ist mit der in diesem Bereich herrschenden örtlichen Anströmgeschwindigkeit zu rechnen, die je nach Schiffsform erheblich niedriger als die mittlere Anströmgeschwindigkeit ist. Dieses bedeutet, daß für die obere Düsenhälfte die Kennziffer für die Propellerbelastung im Vergleich zu dem Fall mit einer Kennziffer für die gesamte Kortdüse anwächst. In vielen Fällen bedeutet ein kleiner Gewinn durch eine Vollring-Kortdüse, daß ein großer Gewinn für den oberen Sektor und ein kleiner Verlust für den unteren Sektor vorhanden ist.The criteria for the use of Kort nozzles are "load levels", in which there is a power in the numerator or thrust, in the denominator a product in which the inflow velocity is in the third or second power. The criterion for the use of Kort nozzles the inflow velocity averaged over the propeller disk area is normally taken into account for the inflow velocity. If the effect of the Kort nozzle is now limited to the upper half of the propeller disk area, the local inflow velocity prevailing in this area is to be expected, which, depending on the shape of the ship, is considerably lower than the mean inflow velocity. This means that for the upper half of the nozzle the number for the propeller load increases in comparison to the case with a number for the entire Kort nozzle. In many cases, a small gain from a full ring Kort nozzle means that there is a large gain for the upper sector and a small loss for the lower sector.

Daraus läßt sich ableiten, daß es für einen weiten Bereich üblicher Handelsschiffe - in bezug auf den Wirkungsgrad - günstig ist, eine Teildüse nur im oberen Sektor zu installieren. Ein Grund, weshalb eine derartige Ausbildung nicht praktiziert wird, liegt in der Tatsache begründet, daß eine "halbe" bzw. eine partielle Düse keine Ringsteifigkeit besitzt. Es ist nämlich schwierig, eine partielle Düse so steif zu machen, daß sie sich unter hydrodynamischen und anderen Belastungen nicht verformt. Bei einem wünschenswert kleinen Spalt zwischen Düseninnenwand und Propellerflügelspitzenkreis besteht ferner der Mangel, daß die Düsenseitenflanken im Betrieb elastisch nach innen gedrückt werden und der Propeller die Düseninnenseiten berühren kann, wobei Beschädigungen von Düse und Propeller gekoppelt mit einem Wirkungsgradverlust auftreten. Eine Teildüse wäre zwar auf einfache Weise hinreichend fest, aber nur mit großem Aufwand hinreichend steif zu bauen. Bekannt sind deshalb nur Kortdüsenausschnitte von weniger als einem Viertelkreisumfang über dem oberen Propellersektor.From this it can be deduced that it is favorable for a wide range of conventional merchant ships - in terms of efficiency - to install a partial nozzle only in the upper sector. One reason why such a design is not practiced is due to the fact that a "half" or a partial nozzle has no ring rigidity. This is because it is difficult to make a partial nozzle so rigid that it does not deform under hydrodynamic and other loads. In the case of a desirably small gap between the inner wall of the nozzle and the tip of the propeller wing, there is also the lack that the side flanks of the nozzle are pressed inwards elastically during operation and the propeller can touch the inside of the nozzle, damage to the nozzle and propeller coupled with a loss in efficiency. Although a partial nozzle would be sufficiently strong in a simple manner, it would be difficult to build it sufficiently rigid. Therefore, only Kort nozzle sections of less than a quarter circle circumference above the upper propeller sector are known.

In der Praxis werden nicht nur Düsenhalbschalen nicht genutzt, sondern auch die aus Modellversuchen bekannten horizontalen Leitflächen zur Vordrallerteilung an die Propellerzuströmung sind kaum gebräuchlich. Es wird befürchtet, daß eine Beschädigung als Folge von Slamming-Effekten im Seegang auftritt.In practice, not only are the half-shells of the nozzle not used, but also the horizontal guide surfaces known from model tests for imparting pre-swirl to the propeller inflow are hardly used. It is feared that damage as a result of slamming effects will occur in the sea.

Es hat sich in der Seeschiffahrt gezeigt, daß Kortdüsen insbesondere aus drei Gründen nicht gern angewendet werden. Dieses sind:

  • eine nur geringe Wirkungsgradverbesserung im Verhältnis zum Aufwand;
  • eine wirkliche oder auch nur vermeintliche Gefahr der Betriebsstörung durch Gegenstände, die sich zwischen Propellerflügelspitze und Düseninnenwand festklemmen;
  • eine Kavitationsanfälligkeit.
It has been shown in maritime shipping that Kort nozzles are not popular for three reasons in particular. These are:
  • only a small improvement in efficiency in relation to the effort;
  • a real or even an assumed risk of malfunction due to objects jammed between the tip of the propeller and the inner wall of the nozzle;
  • a susceptibility to cavitation.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung von gattungsgemäßen Anordnungen zu schaffen, die eine Propulsionsverbesserung ermöglicht und zur Reduktion von propellererregten Schwingungen einsetzbar ist sowie einen nachträglichen Einbau auf einfache Weise gewährleistet.The object of the invention is to provide an improvement of generic arrangements which enables propulsion to be improved and which can be used to reduce propeller-induced vibrations and which ensures subsequent installation in a simple manner.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Kombination,

  • daß die Propellerummantelung als Satteldüse in der Propellerebene mindestens im oberen Propellersektor mit einem Umschließungswinkel zwischen 100 und 300 Grad angeordnet ist,
  • daß am Vorder- oder Hinterbereich der Propellerummantelung eine etwa horizontal verlaufende Strömungsleitflosse mit Schiffskörper bzw. Ruderpfosten verbunden ist,
  • daß ein Spalt, der zwischen Innenwand der Propellerummantelung und Flügelspitzenkreis des Propellers im Ein- bzw. Austrittsbereich der Propellerflügel gebildet ist, sich auf mindestens 4 % vom Propellerradius vergrößert.
According to the invention, this object is achieved by the combination
  • that the propeller sheathing is arranged as a saddle nozzle in the propeller plane, at least in the upper propeller sector, with an enclosure angle between 100 and 300 degrees,
  • that an approximately horizontal flow guide fin is connected to the hull or the rudder post at the front or rear area of the propeller casing,
  • that a gap which is formed between the inner wall of the propeller casing and the wing tip circle of the propeller in the entry and exit area of the propeller blades increases to at least 4% of the propeller radius.

Durch diese Kombination wird ein zusammenwirkendes System geschaffen, das in vorteilhafter Weise den Antriebsleistungsbedarf verringert. Weiterhin wird die Propelleranströmgeschwindigkeit vergleichmäßigt und trägt damit zur Reduktion der vom Propeller erregten Vibration bei. Moderne Frachtschiffe sind gegen diese Vibrationen besonders empfindlich, da die Deckshäuser mit Wohneinrichtungen und Schiffsführungszentrale sehr weit hinten, oft direkt über dem Propeller angeordnet sind.This combination creates a cooperating system that advantageously reduces the drive power requirement. Furthermore, the propeller inflow velocity is evened out and thus contributes to the reduction of the vibration excited by the propeller. Modern cargo ships are particularly sensitive to these vibrations, since the deckhouses with living facilities and the ship's command center are located very far back, often directly above the propeller.

Diese Anordnung als Satteldüse ist sowohl an Neubauten als auch zur Nachrüstung von Schiffen, die zunächst ohne Satteldüse konzipiert worden sind, günstig. Bei Nachrüstungen kann normalerweise der gesamte Anschluß von außen vorgenommen werden. Auch werden keine Bauteile ausgebaut oder ausgetauscht. Es sind nur zusätzliche Teile anzubringen.This arrangement as a saddle nozzle is inexpensive both on new buildings and for retrofitting ships that were initially designed without a saddle nozzle. In the case of retrofits, the entire connection can normally be made from the outside. No components are removed or replaced. Only additional parts are to be attached.

Die Satteldüse weist für Nachrüstungen gegenüber der Kortdüse auch den Vorteil auf, daß nicht ein erhöhtes Abstandsmaß der Propellerflügelspitzen von der Basislinie gefordert zu werden braucht. Bei üblicher Konfiguration von Schiffskörper, Propeller und Ruder ist immer eine Satteldüse unterzubringen.For retrofitting, the saddle nozzle also has the advantage over the Kort nozzle that an increased spacing of the propeller wing tips from the base line need not be required. With the usual configuration of the hull, propeller and rudder, a saddle nozzle must always be accommodated.

Die Gefahr, daß sich schwimmende Gegenstände zwischen Propellerflügelspitze und Düseninnenwand festklemmen, ist für die Satteldüse aus zwei Gründen geringer als für konventionelle Kortdüsen. Einmal ist die Satteldüse nach unten offen. Wenn sich ein eingeschwommener Gegenstand noch um ein Stück mitbewegen läßt, wird er unten freigegeben. Weiterhin kann durch die entsprechenden Nuten in der Propellerummantelung die Grenzschicht verdickt werden. Hierdurch werden etwaig einschwimmende Gegenstände nach innen in Richtung Nabe abgedrängt.The risk of floating objects getting stuck between the propeller wing tip and the inner wall of the nozzle is lower for the saddle nozzle than for conventional Kort nozzles for two reasons. Once the saddle nozzle is open at the bottom. If a floating object can still be moved a little, it is released below. Furthermore, the boundary layer can be thickened by the corresponding grooves in the propeller casing. In this way, any floating objects are pushed inwards towards the hub.

Durch diese Ausbildung wird zwar der Düseneigenwiderstand etwas vergrößert, aber der Antriebsleistungsbedarf kaum erhöht, da infolge der Grenzschichtverdickung die Spaltverluste zwischen Propellerflügelspitzenkreis und Düseninnenwand erheblich verringert werden.With this design, the nozzle inherent resistance is increased somewhat, but the drive power requirement is hardly increased, since the gap losses between the propeller wing tip circle and the inner wall of the nozzle are considerably reduced as a result of the thickening of the boundary layer.

Zusammenfassend setzen sich die Leistungsgewinne der erfindungsgemäßen Propellerummantelung als Satteldüse aus folgenden Komponenten zusammen:

  • Energierückgewinn aus einem größeren Nachstromvolumen, das sonst oberhalb des Propellers abfließt;
  • Vortriebsgewinn aus dem propellerinduzierten Vortrieb der Satteldüse;
  • Vortriebsgewinn durch die Vordrallerzeugung bzw. Entdrallung des Propellerstrahls durch die Strömungsleitflossen;
  • Verbesserung des Propellerwirkungsgrades durch die Verringerung des Schubbelastungsgrades;
  • Verbesserung des Propellerwirkungsgrades durch die vergleichmäßigte Anströmung;
  • Widerstandsminderung durch die strömungsgünstige Verbindung der Satteldüse mit Hinterschiff, Gillung und Ruderpfosten.
In summary, the performance gains of the propeller casing according to the invention as a saddle nozzle are composed of the following components:
  • Energy recovery from a larger post-flow volume that would otherwise flow above the propeller;
  • Propulsion gain from the propeller-induced propulsion of the saddle nozzle;
  • Gain in propulsion through the pre-twist generation or de-swirling of the propeller jet by the flow guide fins;
  • Improve propeller efficiency by reducing thrust load;
  • Improvement of the propeller efficiency through the even flow;
  • Reduced drag due to the streamlined connection of the saddle nozzle to the stern, gill and rudder post.

Die mit der Satteldüse erreichbaren Leistungseinsparungen liegen bei den in Betracht kommenden Schiffstypen über 10 % und damit über den Gewinnen mit anderen propulsionsverbessernden Maßnahmen.The performance savings that can be achieved with the saddle nozzle are more than 10% for the ship types under consideration and thus more than the profits from other propulsion-improving measures.

Weitere Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Further refinements are characterized by the features of the subclaims.

Bei einer drehbaren Anordnung wird neben der strömungstechnischen Nutzung der Schiffslänge durch Streckung der Hinterschiffslinien, eine Verminderung der Sogziffer erzielt.In the case of a rotatable arrangement, in addition to the fluidic use of the ship's length by stretching the stern lines, a reduction in the suction figure is achieved.

Auch bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung kann sich Kavitation entwickeln. Jedoch wird die Wirkung der an der Düseninnenwand entstehenden Kavitationsblasen durch die umlaufenden Nuten auf zwei Arten gemildert. Einmal verwirbeln die Nuten die Grenzschicht stärker, so daß größere Kavitationsblasen in viele kleinere aufgelöst werden, wodurch die Implosionen im einzelnen an Stärke verlieren. Weiterhin werden auch die Kaviationsblasen, wie einschwimmende Gegenstände, von der Düseninnenwand abgedrängt.Cavitation can also develop in this arrangement according to the invention. However, the effect of the cavitation bubbles formed on the inner wall of the nozzle is alleviated in two ways by the circumferential grooves. First, the grooves swirl the boundary layer more, so that larger cavitation bubbles are broken down into many smaller ones, causing the implosions to lose strength in detail. Furthermore, the cavitation bubbles, such as floating objects, are also pushed away from the inner wall of the nozzle.

Bei einer fest angeordneten Propellerummantelung als Satteldüse braucht der kleinste Düseninnendurchmesser nicht im Propellerbereich zu liegen, da bei der Montage der Satteldüse diese über den Propeller hebbar ist. Gegenüber NACA-Profilen ist es günstig, der Düsennase einen etwas größeren Radius zu geben, da die Anströmrichtung hier größere Unterschiede aufweist als für Flugzeugtragflügel üblich.In the case of a fixedly arranged propeller sheathing as a saddle nozzle, the smallest inside diameter of the nozzle does not have to lie in the propeller area since the saddle nozzle can be lifted over the propeller when it is installed. Compared to NACA profiles, the nozzle nose is cheap to give a slightly larger radius, since the direction of flow here shows greater differences than usual for aircraft wings.

Eine Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß das Profil der Satteldüse als Einfachform-Profil aus im wesentlichen zylindrischen und konischen Flächen gebildet ist, wie von Schuschkin und Heuser entwickelt.One design option is that the profile of the saddle nozzle is formed as a single-profile from essentially cylindrical and conical surfaces, as developed by Schuschkin and Heuser.

Eine günstige Ausbildung kann darin bestehen, daß die Satteldüse bzw. die Flossen Endscheiben oder Winglets aufweisen.A favorable design can consist in that the saddle nozzle or the fins have end plates or winglets.

Die etwa radial angeordneten Strömungsleitflächen als Flossen haben eine statische und eine hydrodynamische Aufgabe. Statisch steifen diese Flossen die Satteldüse aus, und der Anschluß an diese Satteldüse schützt die Flossen wiederum vor zu hohen Beanspruchungen im Seegang. Hydrodynamisch erteilen die Flossen dem Propellerzustrom bei Anordnung vor der Satteldüse einen Vordrall gegen die Propellerdrehrichtung, so daß die Strömung den Propeller mit geringeren Drallverlusten verläßt. Werden die Flossen bei einer drehbaren Anordnung hinter dem Propeller angeordnet, so gewinnen sie aus dem Propellerabstrom einen Teil der Drallenergie zurück.The approximately radially arranged flow guide surfaces as fins have a static and a hydrodynamic task. These fins statically stiffen the saddle nozzle, and the connection to this saddle nozzle in turn protects the fins from excessive stresses in the sea. When arranged in front of the saddle nozzle, the fins hydrodynamically give the propeller inflow a pre-twist against the direction of rotation of the propeller, so that the flow leaves the propeller with less swirl losses. If the fins are arranged behind the propeller in a rotatable arrangement, they recover part of the swirl energy from the propeller outflow.

Die Flossen können so ausgebildet werden, daß sie noch weitere Aufgaben übernehmen. Sie können so stark gepfeilt angeordnet werden, daß sie als Eisabweiser dienen. Ferner können sie auch nach Art von sogenannten Grothues-Spoilern an der dem Schiffskörper zugewandten Seite mit ihrer Vorkante so nach oben gezogen werden, daß sie die an der Schiffsaußenhaut im Propellerbereich häufig vorhandene Fallströmung mehr in die Horizontale umlenken.The fins can be designed so that they take on other tasks. They can be arranged so strongly swept that they serve as ice deflectors. Furthermore, they can also be pulled in the manner of so-called Grothues spoilers on the side facing the ship's hull with their leading edge so that they divert the downward flow that is often present on the ship's outer skin in the propeller area more into the horizontal.

Eine gewissen Pfeilung ist meist sinnvoll, um den mittleren Abstand der Hinterkante der Flossen vom Propeller nicht zu klein werden zu lassen.A certain sweep is usually advisable so that the average distance between the rear edge of the fins and the propeller is not too small.

Es ist auch möglich, den Abstand Propeller / Strömungsleitfläche dadurch hinreichend groß zu halten, daß die Profillänge der Satteldüse groß ausgeführt wird oder dadurch, daß zwischen Satteldüse und Flosse ein statisches Verbindungselement wie eine Strebe angeordnet wird.It is also possible to keep the distance between the propeller and the flow guide surface sufficiently large by making the profile length of the saddle nozzle large or by arranging a static connecting element such as a strut between the saddle nozzle and fin.

Ohne Zusatzeinrichtungen könnte die Satteldüse durch den Ein- und Austritt der Propellerflügelspitzen in den Düsenbereich zu Vibrationen angeregt werden. Er findungsgemäß wird deshalb der Eintritts-Seitenbereich der Satteldüse so nach unten verlängert und so ausgebildet, daß die Annäherung der Flügelspitzen an die Düseninnenwand und die Spaltverkleinerung allmählich erfolgen. Auch die Austrittsseite kann so ausgebildet werden. Weitere Maßnahmen, die zur Minderung der möglichen Vibrationen führen, sind folgende:

  • Verwendung von High-Skew-Propellern und Vermeidung von Kaplan-Propellern;
  • Führung der Strömung über die Innenkante von Grids, wobei die Innenwandung der Satteldüse bereichsweise unterbrochen ist und die Strömung über die Innenkante von Grids leitbar ist. Grids, die von Bugstrahlrudern her bekannt sind, wirken durch ihre Eigenschaft, die Oberfläche für die Leitung der Strömung und für die Aufnahme der Druckimpulse zu trennen. Die Strömung bewegt sich dabei etwa senkrecht zu der Kante der Grids, die der Strömung zugewandt ist;
  • elastische Ausbildung des unteren Satteldüsenbereiches so zu gestalten, daß dieser Bereich dem Druckimpuls etwas nachgibt.
Without additional equipment, the saddle nozzle could be excited to vibrate by the entry and exit of the propeller wing tips into the nozzle area. According to the invention, the inlet side region of the saddle nozzle is therefore extended downwards and designed in such a way that the wing tips approach the inner wall of the nozzle and the gap is gradually reduced. The exit side can also be designed in this way. Other measures that reduce vibrations are as follows:
  • Using high skew propellers and avoiding Kaplan propellers;
  • Guiding the flow over the inner edge of grids, the inner wall of the saddle nozzle being interrupted in some areas and the flow being conductive over the inner edge of grids. Grids, which are known from bow thrusters, have the property of separating the surface for directing the flow and for absorbing the pressure impulses. The flow moves approximately perpendicular to the edge of the grid facing the flow;
  • to design the elastic formation of the lower saddle nozzle area so that this area yields somewhat to the pressure pulse.

Selbstverständlich sind bei anderen Ausbildungen von Strömungsleitanordnungen beanspruchte Unterkombinationen bereits bekannt. So ist aus der DE-Z Hansa Nr. 11, 1974, Seite 1008, 1009 bekannt, eine Vollringdüse mit einem sogenannten Becker-Ruder zu kombinieren. Ferner zeigt de DE-OS 19 38 480 eine Kortdüse als Propellerummantelung, wobei eine in der Düseninnenwand verlaufende Ringnut mit einem Drall entgegen der Propellersteigung angeordnet ist.Of course, sub-combinations claimed in other designs of flow guide arrangements are already known. It is known from DE-Z Hansa No. 11, 1974, pages 1008, 1009 to combine a full ring nozzle with a so-called Becker rudder. Furthermore, DE-OS 19 38 480 shows a Kort nozzle as a propeller casing, an annular groove running in the inner wall of the nozzle being arranged with a swirl against the propeller pitch.

Es ist auch nach der GB 2 063 378 A 1 eine Kombination bekannt, wobei Endscheiben eine Verlängerung einer Vordüse bilden. Ferner ist aus der DE-Z Hansa Nr. 19, 1962, Seite 1841, zu entnehmen, eine Vollringdüse mit einem fest verbundenen Ruder durch seitlich von der Düse angebrachte Flächen zu verstärken.A combination is also known from GB 2 063 378 A1, end plates forming an extension of a pre-nozzle. Furthermore, from DE-Z Hansa No. 19, 1962, page 1841, it can be seen that a full ring nozzle with a fixedly connected rudder is reinforced by surfaces attached to the side of the nozzle.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht einer Satteldüse,
Fig. 2
eine Querschnittdarstellung der Fig. 1 gemäß Linie II-II,
Fig. 3
eine Längschnittdarstellung einer Satteldüse,
Fig. 4
eine Längschnittdarstellung einer Satteldüse mit halbringförmigen Grids,
Fig. 5
eine Längschnittdarstellung durch eine Satteldüse mit umlaufenden Ringnuten und Grids,
Fig. 6
eine Querschnittdarstellung der Fig. 5 gemäß Linie VI-VI,
Fig. 7
eine Seitenansicht einer drehbaren Satteldüse mit einem mitschwenkenden Ruder,
Fig. 8
einen Horizontalschnitt gemäß Fig. 7,
Fig. 9
eine Ansicht in Längsschiffrichtung auf die Backbordseite einer Doppelschraubenanordnung mit Verbindungselementen zum Schiffskörper.
Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1
a side view of a saddle nozzle,
Fig. 2
1 according to line II-II,
Fig. 3
a longitudinal sectional view of a saddle nozzle,
Fig. 4
2 shows a longitudinal sectional view of a saddle nozzle with semi-annular grids,
Fig. 5
a longitudinal section through a saddle nozzle with circumferential ring grooves and grids,
Fig. 6
5 according to line VI-VI,
Fig. 7
a side view of a rotating saddle nozzle with a pivoting rudder,
Fig. 8
7 shows a horizontal section according to FIG. 7,
Fig. 9
a view in the longitudinal direction of the ship on the port side of a double screw arrangement with connecting elements to the hull.

Die dargestellte Kontur eines Schiffsrumpfes 1 mit einer Konstruktionswasserlinie 9 ist mit einem Rudersporn 2 versehen, der ein Ruder 3 trägt. In diesem Bereich ist ein Propeller 4 mit einer Propellernabe 5 angeordnet und besitzt einen Propellerflügelspitzenkreis 14. Dem Propeller 4 ist eine Propellerummantelung 6 in der Art einer Satteldüse zugeordnet. Die Propellerummantelung 6 ist dabei unter Zwischenschaltung eines Verbindungselementes 8 mit dem Hinterschiff bzw. der Gillung des Schiffsrumpfes 1 verbunden. Hierbei ist in der Fig. 2 die Spantkontur 11 als Verbindungszone dargestellt. Am Vorderende der Propellerummantelung 6 ist eine mit ihren Endbereichen verbundene horizontale Strömungsleitfläche 7 angeordnet, die etwa radial verlaufend über den Bereich vom Stevenrohr geführt ist.The illustrated contour of a ship's hull 1 with a construction water line 9 is provided with a rudder spur 2, which carries an oar 3. In this area, a propeller 4 with a propeller hub 5 is arranged and has a propeller wing tip circle 14. The propeller 4 is assigned a propeller casing 6 in the manner of a saddle nozzle. The propeller casing 6 is connected with the interposition of a connecting element 8 with the stern or the gill of the hull 1. The frame contour 11 is shown in FIG. 2 as a connection zone. At the front end of the propeller casing 6 there is a horizontal flow guide surface 7 connected to its end regions, which is guided approximately radially over the region of the stern tube.

Die Propellerummantelung 6 besitzt an der dem Propeller 4 zugewandten Seite Nuten 10. Gemäß Fig. 4 und 5 sind zusätzlich in Teilbereichen Grids 13 angeordnet, die entsprechende Ausnehmungen 12 bilden.The propeller casing 6 has grooves 10 on the side facing the propeller 4. According to FIGS. 4 and 5 additionally arranged in partial areas of grids 13, which form corresponding recesses 12.

Durch die Anordnung von Grids 12,13 im unteren Bereich der Propellerummantelung 6 wird die Auslösung von Druckimpulsen beim Vorbeischlagen der Propellerflügel vermindert. Die Druckimpulse werden von der dahinterliegenden Wand aufgefangen. Das heißt, für die Strömung ist der Spalt zwischen Flügelspitze und Düseninnenwand klein, für die Druckimpulse ändert sich der Wandabstand von der Flügelspitze aus gesehen nicht plötzlich.The arrangement of grids 12, 13 in the lower region of the propeller casing 6 reduces the triggering of pressure pulses when the propeller blades are knocked past. The pressure impulses are caught by the wall behind. This means that for the flow the gap between the wing tip and the inner wall of the nozzle is small, for the pressure impulses the wall distance from the wing tip does not change suddenly.

Um die Wirkung der Druckimpulse zu mildern, ist die Weiterführung des Düsenprofils mit vergrößerndem Abstand der Düseninnenseite vom Propellerflügelspitzenkreis 14 ausgebildet, wobei sich der Ein- bzw. Austrittsbereich auf mindestens 4 % vom Propellerradius vergrößert.In order to mitigate the effect of the pressure impulses, the continuation of the nozzle profile is designed with an increasing distance between the inside of the nozzle and the propeller wing tip circle 14, the entry and exit area increasing to at least 4% of the propeller radius.

Zur Reduktion der Vibrationen, die beim Vorbeischlagen der Propellerflügel 4 an den unteren Enden der Propellerummantelung 6 auftreten, können die unteren Teile der Propellerummantelung, aus einem flexiblen Material gebildet werden, so daß die von den Flügelspitzen ausgehenden Impulse weniger weitergeleitet werden.In order to reduce the vibrations that occur when the propeller blades 4 blow past the lower ends of the propeller shell 6, the lower parts of the propeller shell can be formed from a flexible material, so that the impulses emanating from the wing tips are transmitted less.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Propellerummantelung 6 unter Berücksichtigung folgender Hinweise anzuordnen:
Da der Propellerzustrom meist leicht nach oben gerichtet ist und die Strömung von oben gesehen zur Mitte hin konvergiert, ist es sinnvoll die Düsenprofilrichtung der Strömungsrichtung anzupassen.It may also be expedient to arrange the propeller casing 6 taking into account the following instructions:
Since the propeller inflow is usually directed slightly upwards and the flow converges from the top towards the center, it makes sense to adapt the nozzle profile direction to the flow direction.

Diese Anpassung an die Anströmrichtung ist insofern leicht, als daß durch die Satteldüse im Gegensatz zur Kortdüse nur die Strömungsrichtung eines kleinen Strömungsfeldes zu beachten ist. Die Lage von Propellerummantelung und horizontaler Strömungsleitfläche 7 wird entsprechend den vorliegenden Verhältnissen bestimmt. Der Länge nach dürfte es häufig günstig sein, daß etwa zweidrittel bis dreiviertel der Propellerummantelung 6 vor dem Propellerflügelspitzenkreis 14 liegt. Für Statik und Steifigkeit der Konstruktion ist es günstig, wenn die horizontale Leitfläche 7 in die Propellerummantelung hineinragt. Die Hinterkante der horizontalen Strömungsleitfläche 7 sollte soweit nach hinten angeordnet werden, wie es die Leistungsersparnis und Vibrationssicherheit zulassen. Gegebenenfalls ist zwischen Strömungsleitfläche 7 und Propellerummantelung 6 ein Verbindungselement zu schaffen.This adaptation to the flow direction is easy in that, in contrast to the Kort nozzle, the saddle nozzle only has to take into account the direction of flow of a small flow field. The position of the propeller casing and the horizontal flow guide surface 7 is determined in accordance with the existing conditions. In terms of length, it should often be favorable for about two-thirds to three-quarters of the propeller sheath 6 to be in front of the propeller tip circle 14. For statics and rigidity of the construction, it is advantageous if the horizontal guide surface 7 projects into the propeller casing. The rear edge of the horizontal flow guide surface 7 should be arranged to the rear as far as the power saving and vibration security allow. If necessary, a connecting element must be created between the flow guide surface 7 and the propeller casing 6.

Die Profilform der Propellerummantelung 6 ist der Schiffs- und Propellerform sowie der Propellerbelastung anzupassen. Da der Propeller 4 nicht voll ummantelt ist, wird auch die Verwendung eines Kaplanpropellers wenig sinnvoll.The profile shape of the propeller casing 6 is to be adapted to the shape of the ship and propeller, as well as the propeller load. Since the propeller 4 is not fully encased, the use of a Kaplan propeller makes little sense.

In dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 8 ist die Strömungsleitfläche 6 drehbar über eine Lagerung 15 am Schiffskörper 1 angeordnet. Hierbei wird das Ruder 3 am Ruderhorn 2 ebenfalls mit verschwenkt. Die Strömungsrichtung wird dabei mit einer Bezugsziffer 16 gekennzeichnet.In the further exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 8, the flow guide surface 6 is rotatably arranged on the hull 1 via a bearing 15. Here, the rudder 3 on the rudder horn 2 is also pivoted. The direction of flow is identified by reference number 16.

Weiterhin ist gemäß Fig. 9 eine Strömungsleitvorrichtung 6 für eine Doppelschraubenanordnung gezeigt.Furthermore, a flow guide device 6 for a double screw arrangement is shown in FIG. 9.

Claims (20)

Strömungsleitvorrichtung für Schiffspropeller in Form einer Propellerummantelung, wobei diese mit dem Schiff fest oder drehbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, - daß die Propellerummantelung (6) als Satteldüse in der Propellerebene mindestens im oberen Propellersektor mit einem Umschließungswinkel zwischen 100 und 300 Grad angeordnet ist, - daß am Vorder- oder Hinterbereich der Propellerummantelung (6) eine etwa horizontal verlaufende Strömungsleitflosse (7) mit Schiffskörper (1) bzw. Ruderpfosten verbunden ist, - daß ein Spalt, der zwischen Innenwand der Propellerummantelung und Flügelspitzenkreis (14) des Propellers (4) im Ein- bzw. Austrittsbereich der Propellerflügel gebildet ist, sich auf mindestens 4 % vom Propellerradius vergrößert. Flow guiding device for ship propellers in the form of a propeller casing, said casing being fixedly or rotatably connected to the ship, characterized in that - That the propeller casing (6) is arranged as a saddle nozzle in the propeller plane at least in the upper propeller sector with an angle of coverage between 100 and 300 degrees, - That at the front or rear area of the propeller casing (6) an approximately horizontally running flow guide fin (7) is connected to the hull (1) or rudder post, - That a gap that is formed between the inner wall of the propeller casing and wing tip circle (14) of the propeller (4) in the inlet and outlet area of the propeller blades increases to at least 4% of the propeller radius. Strömungsleitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) mit einem Ruderhorn (2) fest verbunden ist.Flow guiding device according to claim 1, characterized in that the propeller casing (6) is firmly connected to a rudder horn (2). Strömungsleitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) über eine obere Lagerung (15) am Schiffskörper (1) drehbar angeordnet ist.Flow control device according to claim 1, characterized in that the propeller casing (6) is rotatably arranged on the hull (1) via an upper bearing (15). Strömungsleitvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) mit einem schwenkbaren Ruderhorn (2) verbunden ist und ein selbsttätig bzw. individuell betätigbares Ruder (3) ein Ruderausschlag größer als der Schwenkwinkel der Satteldüse erreicht.Flow control device according to claim 1 or 3, characterized in that the propeller casing (6) is connected to a pivotable rudder horn (2) and an automatically or individually actuable rudder (3) reaches a rudder deflection greater than the pivoting angle of the saddle nozzle. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung zwischen Innenwandung der Propellerummantelung und Flügelspitzenkreis (14) des Propellers (4) auf einen Abschnitt über einen Drehwinkel des Propellers (4) von etwa 10 Grad ausgebildet ist.Flow guiding device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the enlargement between the inner wall of the propeller casing and the wing tip circle (14) of the propeller (4) is formed over a section over an angle of rotation of the propeller (4) of approximately 10 degrees. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitflossen (7) die Propellerummantelung (6) nach außen überragen.Flow guiding device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flow guiding fins (7) project beyond the propeller casing (6). Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Propellerummantelung (6) in bezug auf Richtung, Form und Länge zur Anpassung an die Strömungsrichtung ungleich über den Ummantelungsumfang wechselnd ausgebildet ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the profile of the propeller casing (6) is designed to vary in direction, shape and length in order to adapt to the flow direction unevenly over the circumference of the casing. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwandung der Propellerummantelung (6) eingearbeitete Nuten (10) und/oder aufgesetzte Profile zur Grenzschichtverdickung angeordnet sind.Flow guiding device according to one of claims 1 to 7, characterized in that grooves (10) and / or attached profiles for thickening the boundary layer are arranged on the inner wall of the propeller casing (6). Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) bzw. die Strömungsleitflosse (7) Endscheiben bzw. Winglets aufweist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the propeller casing (6) or the flow guiding fin (7) has end disks or winglets. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Strömungsleitflosse (7) zur Propelleranströmung über die Streckung der Flosse wechselt und die Anstellwinkel und Profile auf beiden Seiten verschieden ausgebildet sind.Flow guide device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the angle of attack of the flow guide fin (7) for the flow of propeller changes over the extension of the fin and the angle of attack and profiles are designed differently on both sides. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleitflossen (7) V-förmig in der Höhe und/oder in der Strömungsrichtung gepfeilt zueinander angeordnet sind.Flow guiding device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the partial guide fins (7) are arranged in a V-shape with the height and / or in the direction of flow swept towards one another. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkanten der in Schiffslängsrichtung vorderen Strömungsleitflossen (7) gegen die Schiffslängsachse in einem spitzen Winkel als Eisabweiser angestellt sind.Flow guiding device according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the leading edges of the flow guiding fins (7) which are at the front in the longitudinal direction of the ship are set against the longitudinal axis of the ship at an acute angle as ice deflectors. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß außer den beiden seitlichen Hauptflossen noch eine oder mehrere weitere Flossen, etwa radial angeordnet sind.Flow guiding device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in addition to the two lateral main fins, one or more further fins are arranged approximately radially. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Propellerummantelung (6) als Einfachformprofil mit im wesentlichen zylindrischen und konischen Außenhautteilen gebildet ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the profile of the propeller casing (6) is formed as a single-shape profile with essentially cylindrical and conical outer skin parts. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Propellerummantelung (6) bereichsweise oder vollständig unterbrochen ist, und die Strömung durch die Propellerummantelung (6) über die Innenkante durch gebildete Grids (13) leitbar ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the inner wall of the propeller casing (6) is partially or completely interrupted, and the flow through the propeller casing (6) over the inner edge through grids (13) can be conducted. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) im Eintrittsbereich der Propellerflügel eine scharfkantige bzw. abgerundete Schneide aufweist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the propeller casing (6) has a sharp-edged or rounded cutting edge in the entry area of the propeller blades. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Propeller (4) zugewandte Innenseite der Propellerummantelung (6) durch auswechselbare Flächenelemente gebildet ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the inside of the propeller casing (6) facing the propeller (4) is formed by interchangeable surface elements. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- und Austrittsbereich des Propellerflügels als Endbereich der Propellerummantelung (6) aus flexiblem Material gebildet ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the entry and exit area of the propeller blade as the end area of the propeller casing (6) is formed from flexible material. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerummantelung (6) einem High-Skew-Propeller zugeordnet ist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the propeller casing (6) is associated with a high-skew propeller. Strömungsleitvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Anordnung an Doppel- oder Mehrschraubenschiffe derart um ihre Längsachse gedreht angeordnet wird, daß der der Mittschiffsebene nähere Bereich verlängert und der Außenbereich verkürzt wird und die Flosse (7) eine Neigung zur Mittschiffsebene hin aufweist.Flow guiding device according to one of claims 1 to 19, characterized in that when arranged on double or multi-screw ships it is arranged rotated about its longitudinal axis in such a way that the area closer to the midships plane is lengthened and the outer area is shortened and the fin (7) has an inclination to Shows amidships.
EP92115977A 1991-11-02 1992-09-18 Flow guiding device Expired - Lifetime EP0540868B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4136245 1991-11-02
DE4136245 1991-11-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0540868A1 true EP0540868A1 (en) 1993-05-12
EP0540868B1 EP0540868B1 (en) 1996-04-17

Family

ID=6444037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP92115977A Expired - Lifetime EP0540868B1 (en) 1991-11-02 1992-09-18 Flow guiding device

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0540868B1 (en)
CN (1) CN1072146A (en)
DE (2) DE4138281C1 (en)
PL (1) PL296437A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2302317B (en) * 1995-06-16 1999-03-10 Christopher Roger Hill Steering mechanism
CN102009322A (en) * 2010-06-04 2011-04-13 沪东中华造船(集团)有限公司 Method for manufacturing connecting type rudder arm flow guide device
KR20150034326A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 대우조선해양 주식회사 Twisted strut and install structure of the twisted strut
CN104625447A (en) * 2014-12-19 2015-05-20 华泰重工(南通)有限公司 Technology for mounting fan-shaped guide tube
CN106275339A (en) * 2016-08-29 2017-01-04 上海孚实船舶科技有限公司 Propelling guider peculiar to vessel

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4325290A1 (en) * 1993-07-28 1995-02-02 Dudszus Alfred Prof Dr Ing Hab Wake nozzle
DE19746853C2 (en) * 1997-10-23 2002-06-27 Stahl Und Maschb Gmbh High-spade rudders
CN100348457C (en) * 2002-06-28 2007-11-14 韩国防 Semi-floating scooter-type motorboat
EP2647565B1 (en) * 2010-12-02 2020-05-06 Mitsubishi Shipbuilding Co., Ltd. Ship
JP6583820B2 (en) * 2015-11-02 2019-10-02 三井Ｅ＆Ｓ造船株式会社 Stern rectification structure and ship

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE114831C (en) *
DE755002C (en) * 1938-05-10 1951-08-02 Adolf Friederichs Nozzle for free-moving single-screw ships
CH326840A (en) * 1954-08-18 1957-12-31 Ostermann & Co Cover screen of a ship's propeller
DE2702116A1 (en) * 1977-01-20 1978-07-27 Versuchsanstalt Fuer Binnensch Propeller nozzle with integral foreign body deflector - has reduced dia. convergent upstream nozzle with radial connecting strips forming grid
GB2063378A (en) * 1979-11-02 1981-06-03 Espanoles Astilleros Propulsion apparatus
EP0265645A1 (en) * 1986-10-03 1988-05-04 Herbert Prof. Dr.-Ing. Schneekluth Water-guiding surfaces

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1018741B (en) * 1955-09-03 1957-10-31 L Kort Dipl Ing Propeller stem for ships with jet rudder
DE1938480A1 (en) * 1969-07-29 1971-02-18 Schmidt Stiebitz Hermann Dr In Safety nozzle
DD95984A1 (en) * 1971-10-22 1973-02-20
DE3216578C1 (en) * 1982-05-04 1983-10-13 Herbert Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Schneekluth Flow control surface at the stern of screw-in ships
DD238586A1 (en) * 1985-06-24 1986-08-27 Akad Wissenschaften Ddr ARRANGEMENT FOR IMPROVING THE ENERGY TRANSFORMATION THROUGH THE PROPELLER
DD241056A1 (en) * 1985-09-23 1986-11-26 Schiffbau Stammbetrieb K DEVICE FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF SHIP PROPELLERS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE114831C (en) *
DE755002C (en) * 1938-05-10 1951-08-02 Adolf Friederichs Nozzle for free-moving single-screw ships
CH326840A (en) * 1954-08-18 1957-12-31 Ostermann & Co Cover screen of a ship's propeller
DE2702116A1 (en) * 1977-01-20 1978-07-27 Versuchsanstalt Fuer Binnensch Propeller nozzle with integral foreign body deflector - has reduced dia. convergent upstream nozzle with radial connecting strips forming grid
GB2063378A (en) * 1979-11-02 1981-06-03 Espanoles Astilleros Propulsion apparatus
EP0265645A1 (en) * 1986-10-03 1988-05-04 Herbert Prof. Dr.-Ing. Schneekluth Water-guiding surfaces

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANSA-SCHIFFAHRT-SCHIFFBAU-HAFEN Bd. 111, Nr. 11, 1974, Seite 1008 C.BUHTZ 'Kombination von Ruderd}se und Anlenkflosse' *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 175 (M-596)(2622) 5. Juni 1987 *
SOVIET PATENTS ABSTRACTS Section PQ, Week C31, 10. September 1980 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class Q, AN G6988 & SU-A-694 424 (N.AVRASHKOV) *
THE THIRD INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PRACTICAL DESIGN OF SHIPS AND MOBILE UNITS Bd. 1, Juni 1987, TRONDHEIM Seiten 165 - 166 E.J.STIERMAN 'The design of an energy saving wake adapted duct' *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2302317B (en) * 1995-06-16 1999-03-10 Christopher Roger Hill Steering mechanism
CN102009322A (en) * 2010-06-04 2011-04-13 沪东中华造船(集团)有限公司 Method for manufacturing connecting type rudder arm flow guide device
CN102009322B (en) * 2010-06-04 2012-05-30 沪东中华造船(集团)有限公司 Method for manufacturing connecting type rudder arm flow guide device
KR20150034326A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 대우조선해양 주식회사 Twisted strut and install structure of the twisted strut
KR102130721B1 (en) 2013-09-26 2020-08-05 대우조선해양 주식회사 Twisted strut and install structure of the twisted strut
CN104625447A (en) * 2014-12-19 2015-05-20 华泰重工(南通)有限公司 Technology for mounting fan-shaped guide tube
CN104625447B (en) * 2014-12-19 2016-08-24 华泰重工(南通)有限公司 A kind of fan-shaped conduit mounting process
CN106275339A (en) * 2016-08-29 2017-01-04 上海孚实船舶科技有限公司 Propelling guider peculiar to vessel

Also Published As

Publication number Publication date
PL296437A1 (en) 1993-06-28
DE4138281C1 (en) 1993-04-29
DE59206029D1 (en) 1996-05-23
CN1072146A (en) 1993-05-19
EP0540868B1 (en) 1996-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005002143T2 (en) SHIP ENGINE ARRANGEMENT WITH A GONDOLA FIXED UNDER A SHOULDER SHIP
EP2100809B1 (en) Device for lowering the drive output requirements of a ship
EP2277772B1 (en) Ducted propeller for ships
DE69311998T2 (en) HELICONIC DRIVE SYSTEM FOR WATER VEHICLES
EP2060484A1 (en) Rudder for ships
DE2515560A1 (en) SHIP PROPELLER BLADE CONSTRUCTION AND METHOD FOR REDUCING CAVITATION AND ASSOCIATED NOISE IN REVERSIBLE THRUSTERS ARRANGED IN A PIPE
EP0540868B1 (en) Flow guiding device
EP2591994A1 (en) Device for lowering the fuel consumption of the propulsion of a watercraft
EP2060482A1 (en) Kort nozzle
EP2570341A1 (en) Propeller nozzle
DE4025339C2 (en) Control system
DE3216578C1 (en) Flow control surface at the stern of screw-in ships
EP0265645B1 (en) Water-guiding surfaces
DE3303554C2 (en)
EP3544887B1 (en) Nozzle of a ship propeller
DE3620540A1 (en) Device for increasing the efficiency of ships&#39; propellers
DE4038146C2 (en)
DE3321160A1 (en) Marine propeller
EP1787904B1 (en) High-load suspended rudder
DE1286405B (en) Airplane with a helicopter rotor
DE755002C (en) Nozzle for free-moving single-screw ships
DE2336578A1 (en) PROTECTIVE DEVICE AGAINST CAVITATION FOR NAVY SCREWS
DE3410940A1 (en) Rudder with blades and method of manufacturing it
DE202009002642U1 (en) Device for reducing the power requirement of a ship
DE809384C (en) Ship propulsion with screw propeller

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE GB NL

17P Request for examination filed

Effective date: 19930428

17Q First examination report despatched

Effective date: 19940805

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE GB NL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 19960417

Ref country code: GB

Effective date: 19960417

REF Corresponds to:

Ref document number: 59206029

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19960523

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 19960417

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19971020

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990701