DK166141B - Stroemledeflade til skibe med dobbeltskruer - Google Patents

Description

i

DK 166141 B

Opfindelsen angår en strømledeflade til dobbeltskrueindretnin-ger til skibe, og som holdes af lejebukke under anvendelse af profileret og bueformet form, idet buen på tværs af strømningsretningen er beliggende foran skruen, i det mindste i 5 sektoren mellem akselbukarmene, og den bueformede del af ledefladen har en i bagudgående retning mod skrueakselen skrå konturlinie .

Fra DE-C-32 16 578 kendes en strømledeflade, der er anbragt ved hækken af et skib med en skrue, og hvor ledefladen sammen 10 med yderklædningen danner en lukket ring. Ved dette arrangement bliver strømningen ved yderklædningen accelereret i området ved ledefladen, og der opnås i alt væsentligt en reduktion af strømafløsningen ved skibskroget. Dette indtræder imidlertid ikke ved skibe med dobbeltskruer.

15 Ved dobbelskrueskibe bliver skrueakslerne ført frit gennem vandet over en sådan strækning, at skrueakslerne ved enden må understøttes. Dette sker ofte ved hjælp af akselbukke med to arme. Den på skrå i forhold til strømmen forløbende skrueaksel og akselbukkene bremser strømningshastigheden og forøger der-20 ved medstrømmen, der fremkaldes af skibsskrogets grænselag og strømløsrivelsen. Ujævnheden i vandtilstrømningen til skruen bevirker en nedsættelse af skruevirkningsgraden. Området med lavere påstrømningshastighed er samtidig et område med højere stedlig skruebelastning. Dette betyder, at der herfra påføres 25 større trykimpulser på nærliggende yderklædningsområder. Netop dette område med stor trykemission ligger normalt tættest y-derklædningen. Endvidere er der i dette område på grund af den store skruebelastning og den relativt lille herover liggende vandsøjle særlig risiko for kavitation.

30 Til udjævning af propelpåstrømningshastigheden er følgende konstruktive foranstaltninger kendte:

Enarmede akselbukke, som imidlertid kræver et større tværsnit af amen end toarmede akselbukke.

DK 166141 B

2

Grimske aksler, ved hvilke skrueakselen er ført i et elastisk rør, ved hvis nær skruen værende ende der er indbygget et bæreleje.

Benytte akselbukarmene som ledeflader, hvorved området mellem 5 armene udformes som en dyse. Yderligere kan der ved hjælp af akselbukarmene tilvejebringes en modrotation.

Afskærmning af skibsskroget mod skruevirkningen ved hjælp af en i strømningsretningen mellem skruen og den ydre skibsklædning anbragt plade. Herved elimineres ujævnheden i skruetil-10 strømningen ikke, men trykimpulserne kan opfanges.

Yderligere er det kendt at anbringe en horisontal ledeflade mellem akselbukhusene eller i højde med det øvre skrueblad. Denne ledeflade udnytter, såfremt den ligger i skruetilstrømningen, forrotationen til fremdrift, hvorved der kan opnås no-15 gie procent effektbesparelse. Denne ledeflade accelererer imidlertid ikke tilstrømningen til det øvre skrueblad. Tværtimod indtræder der en decelerationsvirkning, som bevirker, at det øvre skrueblad bliver kraftigere belastet og udsender kraftigere trykimpulser, hvorved der kan opstå kraftigere 20 svingninger. I det tyske tidsskrift "Hansa", 1970, nr. 18, side 1519-1524, er der beskrevet en horisontal ledeflade til et dobbeltskrueskib.

Formålet med opfindelsen er at anvise en indretning af den indledningsvis nævnte art, som muliggør en udjævning af skrue-25 tilstrømningen og en heraf følgende forbedring af skruevirkningsgraden, og som forhindrer dannelsen af kraftigere trykimpulser på yderklædningen.

Til opnåelse af dette formål er strømledefladen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at ledefladen er anbragt under dan-30 nelse af et gennemstrømningsområde i forhold til skibsyderklædningen og i en afstand fra skrueakselen, som ved profiludløbskanten andrager mellem 70 og 130% af skrueradius, og at

DK 166141 B

3 sugesiden af dyseprofilen i den bueformede dysedel vender mod skrueakselen, og at der på ledefladens mod skibsmidterplanet vendende side er tilsluttet en i hovedsagen horisontalt og radialt mod skrueakselen forløbende yderligere ledefladedel.

5 Herved opnås, at tilstrømningshastigheden i det område, som ledefladen omslutter, bliver forøget. Denne stedlige forøgelse af strømningshastigheden finder sted i et område med kraftigere slipstrøm. Herved er der forbundet en udjævning af skruetilstrømningen og en forbedring af skruevirkningsgraden. Sam- 10 tidig opnås i området mellem akselen og skroget at udnytte den af skruen fremkaldte forrotation, således at også denne del af ledefladen har en resulterende opdriftskraft, som har en frem-driftkomponent. Det har vist sig, at effektbesparelsen ved den yderligere radiale ledefladedel er større ved en propel, der 15 øverst slår udad, end ved propeller, der slår indad.

Ved disse ledeflader består fordelen i, at de øvre skruebladsspidser bliver aflastet på grund af den højere påstrømningsha-stighed. Herved opnås yderligere muligheder for besparelser, nemlig: 20 a) afstanden mellem skruebladsspidserne og yderklædningen samt også akselbukkene kan være mindre. Herved bliver akselbukkenes og de skråtliggende akslers modstand mindre.

b) Ved hjælp af strømledefladen bliver akselbukarmene statisk aflastet og kan, hvad angår deres dimensioner, udformes min- 25 dre.

c) Ved skrueudformningen kan der tages mindre hensyn til vibrationer, bladspidsaflastningen kan fuldstændig eller i vid udstrækning bortfalde og gør det muligt ikke at reducere stigningen ved bladspidserne og afkorte profillængden ved de ydre 30 områder. Endvidere er en Skew-back-form unødvendig eller behøver i det mindste ikke at være så udpræget, som det i dag er almindeligt.

DK 166141 B

4

Ifølge opfindelsen kan en ud over akselbukarmene forløbende sektor være indtaget af ledefladen.

Endvidere kan ifølge opfindelsen ledefladens profil i det mindste i et delområde have et således krumt forløb, at den 5 bageste del af profilen følger strålekontraktionen.

For opnåelse af en aflastning af skrueblads spidserne og en reduktion af vibrationen kan der endelig ifølge opfindelsen i ledefladen være luftudløbsåbninger til lufttilførsel i skruetilstrømningen.

10 Virkningen af at indblæse luft er naturligvis i sig selv kendt. Herved bliver luften imidlertid ledt gennem et separat rørsystem eller via et i skruen tilvejebragt ledningssystem.

Et rørsystem forårsager yderligere modstand, og lufttilførsel gennem skruen er en dyr løsning. Yderligere består den mulig-15 hed at begrænse lufttilførslen ifølge opfindelsen til den øvre skruesektor.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, der skematisk viser udførelseseksempler på opfindelsen ved dobbeltskrueskibe, og hvor 20 fig. 1 viser et tværskibssnit gennem en indretning set i fremadgående retning efter linien B-B i fig. 2, fig. 2 et langskibssnit gennem en indretning parallelt med midtskibsplanet efter linien A-A i fig. 1, fig. 3 og 4 en udførelses form ifølge fig. 1 og 2 med en pro-25 filform for ledefladen, der er beregnet til kraftigere belastede skruer, fia. 5 medstrømsfeltet med en ledeflade, fig. 6 medstrøms feltet uden ledeflade og

DK 166141 B

5 fig. 7 et delsnit gennem en ledeflade med luftudløbsåbninger.

Ved de viste indretninger betegner henvisningstallet l et midtskibsplan, henvisningtallet 2 en spantkontur og henvisningstallet 3 en gillingslinie for en sidekontur i skrueområ-5 det af et skibsskrog. Herved holdes skruen 6 via dens skrueaksel 8 ved hjælp af arme 4 til dannelse af en lejebuk, der er forsynet med et lejebukhus 5. Oven over skrueakselen 8 er der i sektoren mellem armene 4 anbragt en profileret bueformet ledeflade 9, som sideværts strækker sig ud over armene. Denne 10 ledeflade 9 har en i bagudgående retning faldende konturlinie, således at tilstrømningshastigheden forøges i dette område. Ledefladens 9 forreste påstrømningspunkt ligger således i større afstand fra skrueakselen 8 end profilenden. Denne stedlige forøgelse af strømningshastigheden finder sted i et områ-15 de med kraftig slipstrøm og bevirker en udjævning af skruetilstrømningen samt samtidig en forbedring af skruevirkningsgra-den.

I samtlige eksempler er det vist, at skibsskroget mellem akselbukkene forløber nedad. Herved er slipstrømmen i skrueområ-20 det særlig uensartet fordel. Men også ved flade hækformer uden dele af skibsskroget mellem skruerne vokser slipstrømmen kraftig i retning fra skruemidten til midtskibsplanet.

Af den i fig. 5 og 6 viste fremstilling af strømfeltet fremgår det, at medstrømsfeltet er moderat udpræget i det skraverede 25 område 10 og mere udpræget mellem armene 4 i området 11. Ved hjælp af ledefladen 9 påvirkes medstrømsfeltet, og skruetil-strømningsomradet udviser en jævnere hastighedsfordeling.

Det opnås således, at den af ledefladen 9 påvirkede strømning accelereres, og skruepåstrømningen bliver mere ensartet, idet 30 ledefladen 9 foran skruen 6 er anbragt i kraftigere slipstrøm. Herved bliver også de af skruen fremkaldte vibrationer reduceret kraftigt. Yderligere bliver strømningen mellem ledefladen 9 og skibsskrogets yderklædning decelereret. Hastighedsnedsæt-

Claims (4)

1. Strømledeflade til dobbelt skrueindretninger til skibe, og som holdes af lejebukke (4) under anvendelse af profileret og bueformet form, idet buen på tværs af strømningsretningen er beliggende foran skruen (6) i det mindste i sektoren mellem 15 akselbukarmene (4) , og den bueformede del af ledefladen (9) har en i bagudgående retning mod skrueakselen (8) skrå konturlinie, kendetegnet ved, at ledefladen (9) er anbragt under dannelse af et gennemstrømningsområde i forhold til skibsyderklædningen og i en afstand fra skrueakselen (8), som 20 ved profiludløbskanten andrager mellem 70 og 130% af skrueradius, og at sugesiden af dyseprofilet i den bueformede dysedel vender mod skrueakselen (8), og at der på ledefladens (9) mod skibsmidterplanet vendende side er tilsluttet en i hovedsagen horisontalt og radialt mod skrueakselen (8) for-25 løbende yderligere ledefladedel (12).

2. Ledeflade ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en ud over akselbukarmene (4) forløbende sektor indtages af lede-fladen (9).

3. Ledeflade ifølge krav l eller 2, kendete9net ved, 30 at ledefladens (9) profil i det mindste i et delområde har et således krumt forløb, at den bageste del af profilet følger strålekontraktionen. DK 166141 B 7

4. Ledeflade ifølge et eller flere af kravene 1 til 3, kend e t e g n e t ved, at der i ledefladen (9) forefindes luft-udløbsåbninger til tilførsel af luft i skruetilstrømningen. 5