-
Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Steuerleistui.#tvon. in,einem
Bug-Querkanal angeordneten Steuerschrauben Die als Bugstrahlruder verwendeten Steuerschrauben
werden meist mittels Elektromotoren angetrieben, wofür bei älteren Schiffen mit
Gleichstrominstallation Nebenschlußmotoren oder Compoundmotoren Anwendung fanden,
während bei neueren Schiffen mit Drehstrominstallation heute ganz allgemein Schleifringmotoren
zum Einbau kommen. Die Regelung der Steuerleistung erfolgt bei diesen Antrieben
bekanntlich durch die Vorschaltung von Widerstandsstufen, die, je feiner
die Abstufung der Regelstufen gewählt wird und je mehr Regelstufen vorgesehen
sind, eine außerordentlich teuere zusätzliche Installation erforderlich machen und
die infolge der Umsetzung des Arbeitsstromes in den Widerständen in Wärme einen
sehr unwirtschaftlichen Betrieb mit sich bringen. Es besteht infolgedessen schon
seit längerem das Bedürfnis nach einer wirtschaftlicheren und in den Anlagekosten
preiswerteren Regelung der Steuerleistung von als Bugstrahlruder verwendeten Steuerschrauben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein solches wirtschaftliches Verfahren und eine Einrichtung
zur Durchführung desselben zu schaffen.
-
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird nun bei einem
Verfahren zur Regelung der Steuerleistung von in einem Bug-Querkanal angeordneten
Steuerschrauben darin gesehen, daß eine der jeweils gewünschten Steuerleistung entsprechende
mengenmäßige Regelung eines in an sich bekannter Weise im Saugbereich vor oder/und
in der Schraubenkreisebene dem Schraubenwasser zugeführten Gasstromes vorgenommen
wird. Nach einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der Druckseite
ein Teil des mit Gas vermischten Schraubenwassers abgenommen und im Gegenstrom über
ein Regelorgan zur Saugseite zurückgeführt und dann vor oder/und in der Schraubenkreisebene
wieder dem Schraubenwasser zugeführt.
-
Die Einrichtung zur Regelung der Steuerleistung von in einem Bug-Querkanal
an-geordneten Steuerschrauben nach der Erfindung ist durch zwei einerseits jeweils
außerhalb der Steuerschrauben in den Bug-Querkanal und andererseits oberhalb der
Tiefladelinie in die freie Atmosphäre mündende Luftrohre, die mit Regelorganen zur
mengenmäßigen Regelung des Luftstroms versehen sind, gekennzeichnet. Nach einem
weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung können vor den oberhalb der Tiefladelinie
befindlichen Luftrohrinündungen Prallbleche angeordnet sein.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung zur Ausführung des obenerwähnten,
abgewandelten Verfahrens zur Regelung der Steuerleistung von in einem Bug-Querkanal
angeordneten Steuerschrauben ist dadurch gekennzeichnet, daß die Luftrohre mit zum
Bug-Querkanal hin öffnenden Rückschlagventilen versehen und durch eine mit einem
Regelorgan ausgestattete Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Weiterhin
können die in den Bug-Querkanal hineinragenden Mündungsenden der Luftrohre auf den
den Steuerschrauben zugewandten Seiten keilförinige Austrittsschlitze aufweisen.
-
In Verbindung mit Schiffsschrauben ist es bereits vielfach -bekannt,
zur Verhütung von Kavitationserscheinungen und zur dadurch bedingten Erhöhung des
Schraubenwirkungsgrades -dem Schraubenwasser im Saugbereich vor oder/und in der
Schraubenkreisebene einen Gasstrom zuzuführen. An die Zuführung eines Gasstromes
im Saugbereich vor oder/und in der Schraubenkreisebene der als Bugstrahlruder verwendeten
Steuerschrauben -und dessen mengenmäßige Regelimg zum Zwecke der Regelung der Steuerleistung
der Steuerschrauben im Sinne der Erfindung hat aber bisher noch niemand gedacht.
-
Sofern die Zuführung des -Gasstromes nach den bekannten Vorschlägen nichtausschließlich
der Verhütung von Kavitationserscheinungen dient, wird übrigens der Schraubenwirkungsgrad
durch den Zusatz von Gasen oder durch das Einwirbeln von Luft in den Schraubenstrom
verschlechtert. Infolgedessen wird im Schiffbau im allgemeinen angestrebt, den Schraubenstrom
möglichst von Luft freizuhalten.
-
Im Rahmen der Erfindung wird jedoch eine solche Wirkungsgradverschlechterung
ganz bewußt mit in Kauf genommen, da es bei als Bugstrahlruder verwendeten Steuerschrauben
in den unteren Regelbereichen völlig gleichgültig ist, ob diese mit gutem oder mit
schlechtem Wirkungsgrad arbeiten, weil es dabei ja
einzig und allein
darauf ankommt, den Bugstrahl selbst in jeweils gewünschtem Maße zu schwächen.
-
Gegenüber der bisher üblichen elektrischen Regelung der Steuerleistung
von Steuerschrauben bringt die Erfindung den Vorteil, daß die anschaffungsmäßig
teueren und in elektrischer Hinsicht unwirtschaftlichen vorgeschalteten Regelstufen
in FortfaJ1 kommen und daß bei Drehstrombetrieb an Stelle der bisher üblichen teueren
Schleifringmotoren nunmehr billige Kurzschlußläufermotoren als Antriebsmotoren für
die Steuerschrauben verwendet werden können. Weiterhin ermöglicht die Erfindung
eine stufenlose Regelung, während man bei der bisher üblichen elektrischen Regelung,
wie bereits mehrfach erwähnt, an feste Regelstufen gebunden war. Schließlich ergibt
sich durch die Erfindung auch noch der zusätzliche Vorteil, daß infolge des geringeren
Drehmomentes in den unteren Regelbereichen die Stromaufnahme des Antriebsmotors
kleiner wird und folglich der Betrieb in elektrischer Hinsicht sich wirtschaftlicher
gestaltet.
-
Außerdem hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Zuführung
eines Gasstromes in den Schraubenstrom der als Bugstrahlruder verwendeten Steuerschrauben
eine sehr wirksame Bekämpfung der bei derartigen Bugstrahlrudern zuweilen auftretenden,
sehr störenden Knattergeräusche möglich ist. Diese zwar mit der Aufgabestellung
der Erfindung nicht in unmittelbarem Zusammenhang stehende günstige Nebenwirkung
stellt selbstverständlich einen nicht übersehbaren technischen Vorteil der Erfindung
dar.
-
Einzelheiten der Erfindung werden nunmehr unter Bezug auf die Zeichnung
beispielsweise beschrieben, in welcher F i g. 1 einen schematischen Querschnitt
durch ein Bugstrahlruder mit den Merkmalen der Erfindung zeigt und F i
g. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines
Bugstrahlruders nach der Erfindung wiedergibt.
-
Bei dem in F i g. 1 der Zeichnung schematisch dargestellten
Bugstrahlruder, dessen Bug-Querkanal mit 1, dessen Steuerschrauben mit 2
und deren Antrieb mit 3 bezeichnet sind, sind zwei Luftrohre 4 vorgesehen,
die einerseits in den Bug-Querkanal 1
und andererseits oberhalb der Tiefladelinie
in die freie Atmosphäre münden. Beim Betrieb des Bugstrahlruders herrscht jeweils
in dem Kanalabschnitt vor einer Steuerschraube Unterdruck, während in dem Kanalabschnitt
hinter der anderen Steuerschraube überdruck herrscht. Über das in den einen Kanalabschnitt
einmündende Luftrohr 4 wird infolgedessen Luft angesaugt, die sich mit dem Schraubenstrom
vermischt und mit dem auf der anderen Bug-Querkanalseite austretenden Schraubenstrahl
ins umgebende Wasser ausgestoßen wird. Gleichzeitig strömt infolge des auf der Ausstoßseite
herrschenden überdruckes durch das an dieser Seite mündende Luftrohr 4 oberhalb
der Tiefladelinie ebenfalls ein Wasser-Luft-Gemisch aus. Um zu verhindern, daß beispielsweise
beim Absetzen des Schiffes von einer mit Personen besetzten Kaimauer diese durch
das austretende Wasser-Luft-Gemisch belästigt werden, sind vor den Mündungen der
Luftrohre 4 Prallbleche 5 angeordnet, die den austretenden Wasser- i Luft-Strahl
nach unten ablenken.
-
Durch entsprechende Regelung des Gaszusatzes zum Schraubenwasser ist
eine wirksame Regelung der Steuerleistung der Steuerschrauben möglich. Zu diesem
Zweck sind in den Luftrohren 4 Regelorgane 6
angeordnet, die es gestatten,
sowohl die Menge der auf der Saugseite dem Schraubenwasser zuströmenden Luft als
auch die Menge des auf der Druckseite austretenden Wasserstrahls einzustellen.
-
Weiterhin hat sich gezeigt, daß es günstig ist, die dem Schraubenstrom
zuzuführende Luft möglichst unmittelbar vor der Schraube in Höhe von zwei Dritteln
des Schraubendurchmessers zuzuführen. Zu diesem Zweck sind die in den Bug-Querkanal
mündenden Enden der Luftrohre 4 bis in die Nähe dieser Stellen verlängert, wie dies
aus F i g. 1 der Zeichnung ersichtlich ist. Dabei hat sich weiter gezeigt,
daß die Regelwirkung besonders günstig ist, wenn an den den Schrauben 2 zugewandten
Mündungsenden der Luftrohre 4 nach oben sich keilförmig verengende Austrittsschlitze
7 für die Zusatzluft angeordnet sind.
-
Eine Einrichtung nach der Erfindung, mit welcher die Steuerleistung
noch wirksamer als mit der in F i g. 1 gezeigten geregelt werden kann, ist
in F i g. 2 der Zeichnung schematisch dargestellt. Gleiche Teile sind mit
gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind bei
dieser Ausführungsforin der Erfindung die beiden Luftrohre 4' durch eine Verbindungsleitung
10 miteinander verbunden, in welcher ein Regelorgan 11 angeordnet
ist. Vor der Abzweigung der Verbindungsleitung 10 sind jeweils Rückschlagventile
8 angeordnet, die in vor den Schrauben mündende und von der Rohrleitung
10
abzweigende Rohrstutzen 12 und in diese Rohrleitung 10 selbst hinein
öffnen. Die Steuerleistung kann bei dieser Anordnung durch Betätigung des Regelorgans
11 in der Verbindungsleitung 10 über einen sehr großen Regelbereich
geregelt werden. Saugt beispielsweise die unter Unterdruck stehende Seite des Bug-Querkanals
1 durch das zugehörige Luftrohr 4' Luft an, so gelangt in der oben beschriebenen
Weise die angesaugte Luft in den Schraubenstrom und vermischt sich mit dem Schraubenwasser.
Wird nun gleichzeitig das Regelorgan 11 geöffnet, so strömt von der Druckseite
des Bug-Querkanals 1 über den in diesen hinein mündenden Luftrohrstutzen
12 Wasser-Luft-Gemisch in die Verbindungsleitung 10 ein und wird auf der
Saugseite des Bug-Ouerkanals durch den anderen Luftrohrstutzen 12 in den Bug-Querkanal
hineinsaugt, so daß sozusagen ein leer laufender Nebenstrom des durch die Schraubenanordnung
2 hindurchströmenden Wasser-Luft-Gemisches über die Verbindungsleitung
10 und das Regelorgan 11
von der drückenden Schraube jeweils wieder
vor die saugende Schraube zurückströmt. Infolgedessen kann durch entsprechende Betätigung
des Regelorgans 11
dieser Wasser-Luft-Nebenstrom beliebig geregelt und dadurch
gleichzeitig die Steuerleistung der Bugstrahlschraubenanordnung 2 entsprechend in
weiten Grenzen eingestellt werden.
-
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird
aJs dem Schraubenwasser zuzusetzendes Gas jeweils von oberhatb der Tiefladelinie
angesaugte atmosphärische Luft verwendet, die dem Schraubenwasser in dem die Schrauben
umgebenden Kanal zugeführt wird. Anstatt der von oberhalb der Tiefladelinie angesaugten
atmosphärischen Luft kann naturgemäß auch jedes andere Gas zugeführt werden, das
beispielsweise von einem an Bord befindlichen Verdichter oder von einer an Bord
befindlichen Preßgasflasche bezogen wird. Eine
solche Anordnung
hat den Vorteil, daß höhere Gasdrücke angewandt und infolgedessen die Querschnitte
der Kanäle entsprechend klein gewählt werden können.